Использование таймера компьютера

Если вам нужен один случайный бит (или даже несколько), воспользуйтесь младшим значащим битом любого регистра таймера. В системе UNIX он может быть не слишком случайным из-за различной возможной синхронизации, но на некоторых персональных компьютерах это работает.

Не стоит извлекать таким образом слишком много битов. Выполнение много раз одной и той же процедуры последовательно может легко сместить биты, генерированные этим способом. Например, если выполнение каждой процедуры генерации бита занимает четное число тиков таймера, на выходе вашего генератора будет бесконечная последовательность одинаковых битов. Если выполнение каждой процедуры генерации бита занимает нечетное число тиков таймера, на выходе вашего генератора будет бесконечная последовательность чередующихся битов. Даже если зависимость не так очевидна, получающийся битовый поток будет далек от случайного. Один генератор случайных чисел работает следующим образом [918]:

Наш генератор действительно случайных чисел . . . работает, устанавливая будильник и затем быстро инкрементируя регистр счетчика процессора до тех пор, пока не произойдет прерывание. Далее выполняется XOR содержимого регистра и содержимого байта выходного буфера (данные регистра усекаются до 8 битов). После того, как будет заполнен каждый байт выходного буфера, буфер подвергается дальнейшей обработке циклическим сдвигом каждого символа вправо на два бита. Это приводит к эффекту перемещения наиболее активных (и случайных) младших значащих битов в старшие значащие позиции. Затем весь процесс повторяется три раза. Наконец после прерываний два самых случайных бита регистра счетчика повлияют на каждый символ буфера. То есть происходит 4n прерываний, где n - число нужных случайных битов.

Этот метод очень чувствителен к случайности системных прерываний и квантованности таймера. При тестировании на реальных UNIX-машинах результат был очень неплох.

Измерение скрытого состояния клавиатуры

Процесс печатания и случаен, и неслучаен. Он достаточно неслучаен, чтобы его можно было использовать для идентификации печатающего человека, но он достаточно случаен, чтобы его можно было использовать для генерации случайных битов. Измерьте время между последовательными нажатиями клавиш, затем воспользуйтесь младшими значащими битами этих измерений. Эти биты оказываются достаточно случайными. Этот метод не работает на UNIX-терминалах, так как нажатия клавиш прежде, чем они будут переданы вашей программе, проходят через фильтры и другие механизмы, но это будет работать на большинстве персональных компьютеров.

В идеале вы должны по каждому нажатию клавиши генерировать только один бит. Использование большего количества битов может сместить результаты в зависимости от навыков машинистки. Однако этот метод имеет ряд ограничений. Хотя нетрудно посадить за клавиатуру человека, печатающего со скоростью 100 слов в минуту или около того, если есть время для генерации ключа, глупо просить машинистку печатать текст из 100000 слов, чтобы использовать результат работы генератора в качестве одноразового блокнота.