随机数字生成器

随机数字生成器是一种每次都能生成一个或一组随机数字的在线工具。这个数字是通过算法和硬件设备生成，是随机的，不可控的。

随机数字生成器的使用

生成随机数字对于各种特定用户都是必需的工具。在密码学中，随机数字也被用来制作密码或密钥。

本工具可以被用于生成验证码、加密数字、存储密钥、密码密钥、各种游戏中的决策、抽样和模拟的数字。

随机数字生成器的类型

线性同余方法

硬件随机数字生成器

QRBG121

该设备中的随机性效果依赖于半导体中光子发射的量子物理过程以及随后对单个光子的检测。在这个过程中，光子被随机检测，彼此独立，检测到的光子的时间信息用于生成比特。

熔岩灯

在CloudFlare的旧金山办公室，设有一款被称为“熔岩灯”的物理随机数字生成器。这个装置本质上是一个装有透明油和半透明石蜡的玻璃容器；石蜡的密度略大于油，在受热时会膨胀变轻，并在油中缓缓上升，形成不断变化的形态。熔岩灯内的流体运动被多个摄像头实时记录，并定期拍摄快照。随后，这些图像会被转化为数字数据，用于生成加密所需的随机密钥。

此外，CloudFlare在其位于伦敦的办公室采用了一个不同的系统来采集随机数值，该系统利用摄像头追踪三个处于混沌状态的摆锤的动态轨迹。而在新加坡的办公室，则运用了盖革计数器来探测一小块铀样品的放射性衰变过程，以此作为随机数据的来源，因为放射性粒子的衰变时刻是完全不可预测的。

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HotBits

HotBits是一个提供真随机数字的网站，这些数字由记录电离辐射的盖革计数器生成。您在网站上填写请求表格，指定随机字节的数量，并选择获取数据的首选方式。一旦随机数字提供给客户，它们将立即从系统中删除。

真空量子涨落

真空虽然被称为“vacuus”（拉丁语中意为“空”），但实际上并非完全空无一物。根据量子力学中的海森堡不确定性原理，即使在看似空无的空间中，也存在着能量的短暂波动，这些波动可以产生和湮灭虚粒子对。

加拿大的物理学家们利用这一现象，设计了一种新颖的随机数字生成器。该设备的核心组件包括一个高频脉冲激光器、一块高折射率的介质（例如钻石）以及一个检测器。当激光脉冲通过钻石时，由于真空场的涨落，每个脉冲在检测器上展现出不同的特性。

这些特性的变化反映在散射辐射的光谱中，形成了独特的光谱线。由于真空涨落的随机性和不可预测性，这些光谱线每次出现时都会有所不同，从而提供了一种生成随机数字的物理机制。这种方法快速且结构简单，为随机数生成提供了一种基于量子物理原理的解决方案。

碳纳米管生成器

利用含有半导体碳纳米管的特殊墨水制造出静态随机存取存储器（SRAM）单元，进而构建了一个随机数生成器。该生成器通过捕捉存储单元内由热噪声引起的自然波动来产生真正的随机比特序列。这一技术突破使得碳纳米管基的随机数生成器能够被直接印刷在柔性塑料基材上，从而为微型化、柔性化的电子产品、可穿戴健康监测器、一次性安全标签以及智能纺织品等应用领域提供了新的可能。