偽隨機數是什麼?偽隨機數生成方法有哪些?

老男孩IT教育機構 發表於 2022-11-24

  在密碼學中,隨機數是非常重要的存在,而隨機數又被分為了偽隨機數和真隨機數,那麼偽隨機數是什麼意思?生成方法有哪些?以下是詳細的內容介紹。

  偽隨機數是什麼意思?

  偽隨機數是用確定性的演算法計算出來自[0.1]均勻分佈的隨機數序列。並不真正的隨機,但具有類似於隨機數的統計特徵,如均勻性、獨立性等。在計算偽隨機數時,若使用的初值不變,那麼偽隨機數的數序也不變。偽隨機數可以用計算機大量生成,在模擬研究中為了提高模擬效率,一般採用偽隨機數代替真正的隨機數。模擬中使用的一般是迴圈週期極長並能透過隨機數檢驗的偽隨機數,以保證計算結果的隨機性。

  偽隨機數生成方法有幾種?

  1、直接法,根據分佈函式的物理意義生成。缺點是僅適用於某些具有特殊分佈的隨機數,如二項式分佈、泊松分佈。

  2、逆轉法,假設U服從[0.1]區間上的均勻分佈,令X=F-1(U),則X的累計分佈函式(CDF)為F。該方法原理簡單、程式設計方便、適用性廣。

  3、接受拒絕法,假設希望生成的隨機數的機率密度函式為f,則首先找到一個PDF為g的隨機數發生器與常數c,使得f(x)≤cg(x),然後根據接收拒絕演算法求解。由於演算法平均運算c次才能得到一個希望生成的隨機數,因此c的取值必須儘可能小。顯然,該演算法的缺點是較難確定g與c。

  因此,偽隨機數生成器一般採用逆轉法,其基礎是均勻分佈,均勻分佈PRNG的優劣決定了整個隨機數體系的優劣。


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