ランダムな数字を生成する際に使用される、疑似乱数と真の乱数の違いとは？

疑似乱数とは

疑似乱数は、ランダムな数のように振る舞いますが、実際には計算式によって生成されています。一般的に、乱数生成器と呼ばれるアルゴリズムによって生成されます。

疑似乱数は、人間の目にはランダムに見えますが、決定的であり、同じ方法で生成すると常に同じ数が出力されます。したがって、正確にはランダムではありません。

真の乱数は、計算式ではなく物理現象に基づいて生成されます。たとえば、放射性物質の崩壊、大気中のノイズ、宇宙線の到達などが使用されます。これらの出来事は、予測不可能かつ偶発的であるため、生成される数はまったくランダムです。

真の乱数を生成するためには、専用のハードウェアが必要になる場合があります。これは、コンピュータに内蔵された擬似乱数生成器とは異なり、物理的なノイズを利用して乱数を生成するためです。

疑似乱数は、予測可能であることが大きな欠点です。特定のアルゴリズムを使用して、ある程度の範囲の数値を生成できます。一方、真の乱数は、予測不可能であるため、セキュリティに関するアプリケーションなど、ランダム性が重要な場面で必要とされます。

疑似乱数の出力値は、ランダムではないため、うまく選択されると、生成される数が特定のパターンに収まる可能性があります。これにより、アルゴリズムが予測され、生成される数列が予想されます。したがって、疑似乱数は、シミュレーション用途やゲームアプリなどで使用されることが一般的です。

一方、真の乱数の出力値は、ランダムであり、予測不可能です。これにより、真のランダム数字は、暗号化アルゴリズムやパスワードジェネレータなど、セキュリティに関するアプリケーションで使用されることが一般的です。