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Zufall und Prozedurale Generierung - Echter Zufall?
In der letzten Woche haben wir uns mit zufällig wirkenden Zahlenreihen befasst. Aber wie kommt man an echten Zufall?
Zunächst einmal können wir festhalten, dass Diskussion ob es so etwas wie "echten" Zufall überhaupt gibt durchaus auch eine physikalische oder philosophische Komponente hat. Die meisten der im folgenden vorgestellten Verfahren basieren auf Phänomenen bei denen man sich wunderbar darüber streiten kann ob eine Vorhersage bei Kenntniss aller beeinflussenden Parameter nicht doch möglich wäre. Das geht aber am Kern des Vorteils vorbei: Dieser "echte Zufall" hängt im Gegensatz zum "Pseudozufall" von wesentlich mehr als nur einem einfachen Seed ab. Es können unfassbar vielfältige Faktoren wie Umgebungstemperatur, athmosphärischer Druck, Tageszeit, ... eine Rolle spielen. In der Praxis sind das so viele Faktoren, dass man diese unmöglich alle korrekt erfassen kann und damit eine Vorhersage unmöglich gemacht wird. Wenn man ein physikalisches Phänomen gefunden hat, dass sich statistisch so verhält, wie wir es von echtem Zufall erwarten, sprich man von "weißem Rauschen". Und viele dieser Rauschquellen könnte man sogar ohne Probleme zuhause anzapfen, es gibt aber auch im Internet verschiedene Dienste die "echten" Zufall auf Basis von weißem Rauschen bereitstellen.- Die Seite random.org stellt "echten" Zufall bereit, der aus athmosphärischem Rauschen gewonnen wird. Dazu reicht prinzipiell schon eine einfache Antenne und schon mit einem analogen Radio kann man das Rauschen und athmosphärische Störungen durch Blitze problemlos hören. Wenn man es also auf die unterste Ebene herunterbricht betreibt die Seite einfach ein paar sehr vorsichtig eingestellte Radios. Das Titelbild zeigt den Aufbau, wie er bei random.org von 2001 bis 2007 im Einsatz war.
- Radioaktiver Zerfall lässt sich theoretisch überall in der Natur beobachten, man braucht dafür dann aber doch einen relativ speziellen Geigerzähler um digital verwertbare Signale zu erhalten.
- Widerstandsrauschen ist ein weitgehend weißes Rauschen, das aus der thermischen Bewegung der Ladungsträger in elektrischen Schaltkreisen hervorgeht. Für diese Art von Rauschen kann man sogar Steckkarten für den PC kaufen.
- Die optischen Sensoren fast aller Videokameras liefern durch Unzulänglichkeiten der Optik, der Aufnahmetechnik und der darauf folgenden Signalverarbeitung auch immer ein Anteil von weißem Rauschen. Wenn man eine solche Kamera komplett von jeder externen Beleuchtung abschirmt und trotzdem damit filmt, kann man sich mit einer einfachen Webcam selber einen Zufallsgenerator bauen.
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