Juhuslikkust

Juhuslikkus ehk randomness on omadus, mille korral sündmuse tulemus ei ole eelnevalt prognoositav ega eristu kindla mustrina. Matemaatikas ja tõenäosusteoorias kirjeldatakse juhuslikkust tõenäosusjaotuste ning juhuslike muutujate kaudu, kus iga tulemuse võimalus on määratletud tõenäosustega.

Juhuslikkus eristub kahel peamisel viisil: tõeline juhus ja pseudos juhus. Tõelist juhust tekitavad füüsikalised protsessid, mille tulemused on põhjuslikult kaalutud ja äärmiselt raskesti mõjutatavad—näiteks kvantmehhaanika või mõni füüsikaline hindamatu allikas. Pseudos juhuslikkus põhineb algoritmidel, mis genereerivad pikk, kuid deterministliku korra alusel järjestusi; neid nimetatakse tavaliselt juhuprogrammideks (PRNG). Praktikas kasutatakse tihti mõlemat: HRNG-sid tõelise juhuse jaoks ja PRNG-sid kiiruse ja korduvuse jaoks.

Juhuslikkuse hindamiseks kasutatakse nii teoreetilisi kui ka empiirilisi meetodeid. Entropia (Shannon entropy) mõõdab ootatud informatsiooni kogust ning federatiivset edukust. Kolmogorovi kompressioon (incompressibility) annab teise määramismeetodi ning sõltumatusele viitavaid omadusi. Statistilised testid, nagu sagedus-, jada- ja autokorrelatsioonitestid, hinnavad, kas järjestus vastab soovitatud jaotustele. Juhuslikkuse kvaliteeti kontrollitakse sageli standardiseeritud katsetega, näiteks NISTi või Diehardi komplektidega.

Rakendused hõlmavad krüptograafiat, Monte Carlo simulatsioone, riskianalüüsi ja arvutimängude genereerimist. Olulised on ka eetilised ja praktilised piirangud: juhuslikkuse puudujääk või dinamikad võivad viia vääraid tulemusi või haavatavuste tekkimiseni ning seetõttu vajab kvaliteetset juhuslikkuse haldamist hoolikas sekkumine ja kontroll.