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Comment fonctionnent les générateurs de nombres aléatoires?

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Le monde moderne et technologique dans lequel nous vivons aujourd’hui est alimenté par les chiffres. Qu’il s’agisse des chiffres binaires de uns et des zéros qui sont utilisés par les unités centrales de traitement des PC et des ordinateurs portables, ou des codes complexes utilisés pour crypter les données envoyées et reçues à travers l’infrastructure Internet de la planète, les nombres sont une partie incroyablement importante de nos vies qui sont souvent négligés.

Les générateurs de nombres aléatoires, ou RNG, font partie intégrante de la plupart des systèmes informatiques, des réseaux et des logiciels, à tel point que les sociétés de microprocesseurs comme Intel et AMD produisent souvent des puces RNG dédiées pour leurs systèmes afin d’aider les systèmes informatiques à faire face à la demande. pour les nombres générés aléatoirement pour le cryptage et le traitement des données.

Mais comment fonctionnent les générateurs de nombres aléatoires et à quoi servent-ils? Ici, nous allons examiner de plus près cette partie importante, mais méconnue, des appareils, des réseaux et des systèmes que nous utilisons tous chaque jour.

 

La génération de nombres aléatoires a une longue histoire

La demande de générateurs de nombres aléatoires remonte bien avant l’avènement de la technologie moderne, aussi loin que l’ancienne civilisation babylonienne qui utilisait des nombres aléatoires pour les loteries. Les jeux de hasard et les loteries ont utilisé une forme de générateur de nombres aléatoires pour créer un nombre aléatoire complètement par hasard. La forme la plus basique d’un RNG est probablement un dé. Lancer un dé vous donne un résultat qui a été généré par hasard, et les gens parient sur ces résultats depuis des millénaires.

Au fur et à mesure que nos civilisations sont devenues plus sophistiquées, il en va de même pour les générateurs de nombres aléatoires, conduisant à la création de RNG complexes qui peuvent générer de longues chaînes de nombres à utiliser dans les jeux, les jeux d’argent et même le cryptage de données de haut niveau.

Quelles méthodes sont utilisées pour générer des nombres aléatoires aujourd’hui?

Il existe deux méthodes de base pour générer des nombres aléatoires: des méthodes physiques telles que lancer un dé; et des méthodes «pseudo-aléatoires» qui reposent sur des algorithmes informatiques complexes pour générer des nombres. Les deux méthodes peuvent impliquer des processus très compliqués. La génération de nombres aléatoires physiques peut utiliser la désintégration d’éléments radioactifs ou le rayonnement de fond cosmique pour générer des nombres à l’extérieur d’un ordinateur. Ces méthodes sont incroyablement coûteuses et posent parfois un danger pour les opérateurs et sont principalement utilisées par les militaires, les gouvernements et certaines grandes entreprises.

La forme la plus courante de RNG est un générateur de nombres pseudo-aléatoires qui s’appuie sur des algorithmes informatiques complexes et des nombres connus sous le nom de graines ou de valeurs clés pour produire des nombres apparemment ou pseudo aléatoires. Les nombres produits sembleront à l’observateur être entièrement aléatoires, mais l’utilisation de nombres de départ ou de valeurs clés et d’algorithmes peut également être utilisée pour reproduire ce nombre exact.

Pourquoi utiliser des générateurs de nombres pseudo-aléatoires?

Ces types de générateurs de nombres sont relativement simples à créer et ne reposent pas sur un facteur externe tel que la désintégration d’un isotope radioactif ou l’effet photoélectrique pour créer des nombres. Cela les rend moins chers à produire et, plus important encore, bon marché pour la production de masse.

Les nombres générés par les générateurs de nombres pseudo aléatoires sont cependant plus vulnérables à la reproduction, car les valeurs de départ ou de clé et les algorithmes peuvent être reproduits par un tiers pour créer le même nombre. Ce n’est pas un problème pour la plupart des applications mais dans le cryptage, cela peut rendre les données cryptées accessibles à des tiers.

De nombreux protocoles de chiffrement qui utilisent des pseudo-RNG utilisent des valeurs de départ ou de clé avec un nombre élevé de chiffres, ou «bits», et utilisent des algorithmes étroitement surveillés pour rendre le déchiffrement du code beaucoup plus difficile. La vérité est que tout chiffrement effectué à l’aide de RNG a le potentiel d’être rompu si un pirate informatique ou un tiers dispose de suffisamment de temps et de copies des valeurs de départ et des algorithmes d’origine pour travailler. Si vous voyez un logiciel de cryptage qui utilise le cryptage 256 bits, par exemple, cela signifie que la valeur de départ est un nombre composé de 256 chiffres. Il s’agit d’une valeur incroyablement élevée, ce qui rend le cryptage plus sûr et plus difficile à déchiffrer, mais avec suffisamment de temps, de détermination et de puissance informatique, tout code peut être déchiffré.

L’utilisation des RNG est devenue beaucoup plus répandue avec le développement de la technologie. Partout où le cryptage est utilisé, des émissions de télévision par satellite et par câble à votre application bancaire sur votre téléphone, les générateurs de nombres aléatoires ont joué un rôle pour garantir la sécurité de vos données.

À mesure que de plus en plus de données sensibles sont produites, les générateurs de nombres aléatoires deviennent de plus en plus sophistiqués et utilisent des valeurs de départ de plus en plus élevées pour aider les entreprises et les gouvernements à se protéger des concurrents et des adversaires. Au fur et à mesure que nous avançons dans l’avenir, les RNG vont devenir encore plus importants et compliqués pour nous protéger de tout le monde, des cybercriminels aux organisations terroristes.

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