Kryptografische Zufallsgeneratoren

Solche Systeme werden häufig in Sicherheitschips oder bei staatlich regulierten Lotterien eingesetzt, wo absolute Zufälligkeit entscheidend ist. Wenn absolute Unvorhersehbarkeit gefragt ist, kommen echte Zufallszahlengeneratoren (TRNGs) ins Spiel. Das macht sie langsamer und teurer, aber unverzichtbar für Anwendungen wie staatliche Lotterien oder wirklich sichere Kryptographie. Die Aufgabe eines Zufallszahlengenerators liegt darin, die ganze Zeit über zufällige Zahlen zu produzieren.

Einsatz in der Spieleentwicklung

Wenn wir wie bei einem Würfel eine festgelegte Anzahl von Möglichkeiten haben, die alle hellspin gleich wahrscheinlich sind, dann bietet sich randint an. Über die Hilfeanweisung erhalten wir die ersten Informationen zu verfügbaren Methoden der Anweisung random. Wir hoffen, dass wir die Frage „Wie funktionieren Spielautomaten“ für Sie ausreichend beantworten können. Am Ende ist die beste Methode, um die Funktionsweise von Spielautomaten kennenzulernen immer nich, selbst Erfahrungen mit den Spielen zu machen.

Kryptografie

Dabei wird zwischen echten Zufallszahlen und sogenannten Pseudozufallszahlen unterschieden. Zufallszahlen finden breite Anwendung in Bereichen wie Kryptographie, statistischer Abtastung, vollständig randomisiertem Design, Computersimulation und anderen Anwendungen. Ein RNG ist eine mathematische Funktion, die eine zufällige und unvorhersehbare Zahlenfolge erzeugt. Ein PRNG ist ein Algorithmus, der eine mathematische Formel verwendet, um eine scheinbar zufällige, aber tatsächlich vorhersehbare Zahlenfolge zu erzeugen. Der gebräuchlichste Typ ist der Pseudozufallszahlengenerator, der einen mathematischen Algorithmus verwendet, um eine Folge von Zahlen zu erzeugen, die zufällig zu sein scheinen.

Es gibt viele verschiedene Algorithmen, die zur Erzeugung von Zufallszahlen verwendet werden können, und die Wahl des Algorithmus hängt von der jeweiligen Anwendung ab. Einige gängige Methoden sind die Verwendung eines Hardware-Zufallszahlengenerators, die Verwendung eines Pseudozufallszahlengenerators oder die Verwendung eines echten Zufallszahlengenerators. Ein PRNG ist ein Computeralgorithmus, der eine Folge von Zahlen erzeugt, die scheinbar zufällig sind, aber tatsächlich durch eine Reihe mathematischer Gleichungen bestimmt werden. PRNGs werden häufig in Videospielen und anderen Anwendungen verwendet, bei denen die Zufälligkeit wichtig ist.

Beispielsweise wenn die Funktion Speicherbereiche des Hauptspeichers heranzieht, die sich häufig ändern. Das Problem dabei ist, dass wenn dieser Teil des Hauptspeichers von Software beeinflusst wird, dann ist das eher Pseudozufall. Anders sieht es aus, wenn der Speicherbereich unmittelbar von Hardware beeinflusst wird.

Wird ein Gerät hochgefahren und die Krypto-Dienste gestartet, dann wollen die natürlich Zufall für temporäre Schlüssel haben. Bei einem PC ist das nicht so das Problem, weil hier der Nutzer zeitnah für Benutzereingaben durch Maus- und Tastatur sorgt. Auf einem Server, der keine Festplatte hat (weil SSD oder Network Storage) und wo keine Maus- und Tastatur-Eingaben erfolgen, ist das Material für den Zufall nur in geringem Umfang verfügbar. Die Forschung hat in den letzten Jahren gute Fortschritte bei der Entwicklung von Technologien erzielt, mit denen sich echte Zufallszahlen erzeugen und verteilen lassen. Das bedeutet, dass die Technologie sich endlich einem der größten Rätsel der Kryptografie nähert und auf dem Weg ist, eine absolut sichere Verschlüsselung zu realisieren. Was hierfür benötigt wird, ist eine Quelle echter Zufälligkeit, die schnell genug ist und von jedem Gerät verwendet werden kann.

Random eine Zahl kleiner 1 erzeugt, muss man, um eine Zahl zwischen 1 und 49 zu erhalten, das Ergebnis der Funktion Math. Für viele Anwendungen genügen solche Pseudozufallszahlen wie sie von unseren Zufallsgeneratoren erzeugt werden. Das Herzstück unseres Automaten ist der Zufallszahlengenerator (engl. Random Number Generator oder kurz RNG). Dieser Zufallszahlengenerator läuft ständig im Hintergrund und erzeugt pro Minute mehrere tausend zufällige Zahlen.

Vom Grundprinzip funktionieren Spielautomaten aber genau auf diese Weise. Dieses Beispiel wurde absichtlich einfach gehalten, um möglichst vielen Spielern die grundsätzliche Funktionsweise eines Spielautomaten verständlich zu machen. Entropie ist in gewisser Weise ein Ereignis in der Gegenwart, dessen Ergebnis in der Vergangenheit nicht bestimmt oder vorausgesagt werden konnte. Doch Zufall ist in Computern, wie wir sie heute kennen, eigentlich nicht vorgesehen.

Vor allem zur Auflösung von Wettbewerben bei der Auslosung greifen viele auf die Dienste von Random.org zurück. Von Zufall spricht man, wenn für ein einzelnes Ereignis oder das Zusammentreffen mehrerer Ereignisse keine kausale Erklärung gefunden werden kann. Man muss nun durchschnittlich 64 € aufwenden, um einmal 26 € zu gewinnen.

Nach den Gesetzen der Quantentheorie ist es nicht möglich, genau zu wissen, wann und wie dieser radioaktive Zerfall voranschreiten wird. Dies ist also im Wesentlichen eine reine Zufälligkeit, die in der Natur auftritt. Auch ein Hacker könnte in diesem Fall den Verlauf des radioaktiven Zerfalls eines Atoms nicht vorhersagen.

Pseudozufallsgeneratoren basieren meist auf anderen kryptografischen Verfahren, wie zum Beispiel Hash-Funktionen oder Verschlüsselungsverfahren. Was so einfach klingt ist in der Praxis manchmal schwer oder unmöglich umzusetzen. Diese Geräte sind besonders dann anfällig, wenn ein Angreifer die verbliebenen Mechanismen der Zufallsgenerierung manipulieren und somit den Zufall vorhersagen kann. In der Praxis ist das ein echtes Problem, weil es auch neu gestartete Rechner, im speziellen Server, betrifft.

Wie kann ein Computer Zufall generieren?

• Es ist von entscheidender Bedeutung zu verstehen, wie diese faszinierenden Geräte arbeiten, insbesondere da jedes regulierte Online-Casino in Deutschland nachweisen muss, dass die Spiele fair und legitim sind.
• In der Praxis findet man solche hybriden Zufalls­zahlen­generatoren unter unixoiden Betriebssystemen wie Linux oder BSD unter /dev/random und /dev/urandom.
• Zusätzlich veröffentlichen viele Anbieter Prüfzertifikate unabhängiger Testlabore wie iTech Labs oder eCOGRA auf ihren Webseiten, die bestätigen, dass die RNGs ordnungsgemäß und fair arbeiten.
• Lassen Sie uns diese interessanten Fragen in den folgenden Abschnitten untersuchen.
• Durch die Messung der unvorhersehbaren Eigenschaften subatomarer Teilchen können diese Zufallsgeneratoren die Regeln der Quantenmechanik verwenden, um Nachrichten und Informationen sicher zu verschlüsseln.

Zufallszahlengeneratoren sind aus der modernen Technik nicht wegzudenken. Ob bei der Verschlüsselung sensibler Daten, in Videospielen oder bei fairen Gewinnspielen – ohne sie würde vieles nicht funktionieren. Die Programmierung eines Zufallszahlengenerators hängt davon ab, wofür er zum Einsatz kommen soll. Für einfache Anwendungen bieten viele Programmiersprachen Funktionen, die Pseudozufallszahlen erzeugen.

Hier arbeiten logische Funktionen, deren Ergebnisse jederzeit vorherbestimmt und nachvollzogen werden können. Denn Computer sind dafür ausgelegt, dass bei immer der gleichen Eingabe immer die gleiche Ausgabe erfolgt. Addiert ein Computer die Zahlen 1 und 1, dann soll immer 2 herauskommen. Das ist aber dann ein Problem, wenn das Ergebnis “Zufall” sein soll.

Lassen Sie uns diese interessanten Fragen in den folgenden Abschnitten untersuchen. Bonusrunden sind spezielle Spielabschnitte, die Ihnen die Möglichkeit bieten, zusätzliche Gewinne zu erzielen. Sie werden oft durch bestimmte Symbolkombinationen ausgelöst und können alles von einfachen Spielabschnitten bis hin zu komplexen Mini-Spielen beinhalten. In der Regel müssen Sie mindestens drei gleiche Symbole nebeneinander auf einer aktiven Gewinnlinie landen, um eine Auszahlung zu erhalten.

Unsere Zufallsgeneratoren funktionieren mit dem Mersenne-Twister-Algorithmus, der im Vergleich zu älteren Verfahren bessere Zufallszahlen liefert. Dabei handelt es sich zwar auch nur um scheinbar zufällige Zahlen, da sie nach einem mathematischen Verfahren berechnet werden, jedoch weisen sie ähnliche Eigenschaften wie echte Zufallszahlen auf. Zu diesen Eigenschaften zählen beispielsweise eine gleichmäßige Häufigkeitsverteilung bei geringer Korrelation. Ein Zufallsgenerator kann entweder hardwarebasiert oder softwarebasiert sein. Ein hardwarebasierter Zufallsgenerator erzeugt Zufallszahlen durch einfache physikalische Prozesse. Im Gegensatz dazu nutzt ein softwarebasierter Zufallsgenerator Algorithmen und bestimmte Startwerte, auch “Seeds” genannt, um zufällige Zahlen zu produzieren.