pseudorandomnummergeneratorer

Et pseudorandomnummergenerator (PRNG) er en algoritme, der producerer en sekvens tal, der ser tilfældige ud, men som er deterministisk og reproducerbar, hvis den initialiseres med en bestemt frø (startværdi). Den aktuelle tilstand ændres ved hvert tal, og sekvensen gentager sig kun efter en lang periode, kaldet periodetiden.

Princippet er, at hver næste værdi beregnes ud fra den nuværende tilstand ved hjælp af en matematisk funktion, ofte en rekursiv formel. For at være nyttig kræves stor længdeperiode og god fordeling af værdierne. Kendte eksempler inkluderer lineær kongruensgeneratorer (LCG), Mersenne Twister og nyere design som PCG og Xoroshiro. Ikke alle PRNG'er er ens; nogle har længere perioder og bedre statistiske egenskaber end andre.

Der findes to hovedklasser: ikke-kryptografiske PRNG'er, der egner sig til simuleringer, spil og Monte Carlo-forsøg, og kryptografisk sikre PRNG'er (CSPRNG'er), som er designet til at modstå forudsigelse og angriberanalyse. CSPRNG'er bygger ofte på krypteringsprimitive eller kombinationer af hændelsesorienterede entropikilder og udgange, og de forventes at være uforudsigelige selv med delvise kendskaber til output.

Anvendelserne omfatter simulationer, statistiske forsøgsdesign, risikovurdering og spiludvikling. Begrænsningerne er, at PRNG'er ikke producerer ægte tilfældighed, og hvis frøet eller algoritmen bliver kendt, kan sekvensen efterlignes eller forudses. For sikkerhedsrelaterede formål bør man bruge en kryptografisk sikker PRNG og stole på pålidelige kilder til entropi fra operativsystemet eller hardwareenheder.