Parallele Systeme

Empirisches Testen von Pseudozufallszahlen

Bachelor-Arbeit

Autorin: Hannah Meyer

Betreuerin: Elke Wilkeit

Zusammenfassung der ersten Präsentation:

In vielen Anwendungen des Alltags und der Wissenschaft werden zufällig gewählte Zahlen benötigt. So verlangt in der Kryptologie das einzige wirklich sichere Kryptosystem – die Vernam-Chiffre – einen zufälligen Schlüssel von der Länge der zu verschlüsselnden Nachricht, welcher zudem nur einmal verwendet werden darf. Eine Verletzung von auch nur einer dieser Bedingungen an den verwendeten Schlüssel bietet Möglichkeiten zum kryptoanalytischen Angriff auf die Verschlüsselung. Auch in weiteren Gebieten, wie etwa dem Testen von Algorithmen, der Simulation natürlicher Phänomene mit dem PC oder der Spieleprogrammierung wird auf Zufallszahlen zurückgegriffen. Programmierer nutzen dann meist durch Bibliotheken zur Verfügung gestellte Zufallszahlgeneratoren, ohne deren Arbeitsweise zu hinterfragen. Doch was bedeutet die Eigenschaft der Zufälligkeit für eine Folge von Zahlen? Und wie können wir sichergehen, dass die gelieferten Zahlen „ausreichend zufällig“ sind?
Ich möchte in meinem Vortrag zunächst einen Ansatz zur Definition von zufälligen Zahlenfolgen vorstellen und auf diesem aufbauend erörtern, wie man Zufallszahlengeneratoren auf ihre Güte testen kann. Wir werden uns hierbei im Gegensatz zur zahlentheoretischen Analyse der Mittel der Statistik bedienen. Anschließend werde ich auf bestehende Implementierungen solcher empirischer Tests eingehen und herausstellen, inwiefern sich die im Rahmen meiner Bachelorarbeit zu implementierende Testsuite von jenen abheben wird.