手机掷骰子、游戏抽卡、短信验证码等所谓的“随机数”,真的是随机的吗?
事实上,计算机本身并不能产生真正的随机数。它们通常使用“伪随机数生成算法”,借助一个初始值(称为“种子”),通过数学公式计算出一串看似毫无规律的数字。如果知道算法和种子,结果就可以预测——它只是“看似随机”。
这在游戏等日常场景中足够使用,但在密码学、金融或安全验证等领域,伪随机数可能带来风险若被预测,可能导致信息泄露甚至财产损失。
那么,如何生成“真随机数”?答案藏在自然界中。量子物理指出,微观粒子行为具有内在不确定性。科学家通过测量光子的量子态等物理现象,可以提取出真正的随机性。
最近,美国国家标准与技术研究院(NIST)和科罗拉多大学的研究团队开发出一套新型随机数生成系统。他们不仅基于量子过程生成随机数,还使用一种名为“交织哈希链”的公开验证机制,确保整个过程无人篡改、结果可被任何人查验。这意味着,我们首次能够获得既不可预测、又可验证的随机数。
(刘家辉)