Zufall

Zufall

Zufall


B. M.
Diese Lernkarten behandeln fortgeschrittene Konzepte der Informatik im universitären Kontext, mit Fokus auf Pseudozufallsbitgeneratoren und deren Anwendungen. Sie beleuchten die Funktionsweise von Verfahren wie dem linearen Kongruenzgenerator, kryptographischen Methoden und der Erzeugung von Zufallszahlen auf PCs. Die Karteikarten eignen sich für Studierende und Forscher, die sich mit Verschlüsselung, Statistik und zufallsbasierten Algorithmen auseinandersetzen, um ein tieferes Verständnis dieser Technologien zu erlangen.
Karten
8
Lernende
2
Sprache
Deutsch
Kategorie
Informatik
Stufe
Universität
Erstellt / Aktualisiert
31.01.2018 / 02.04.2018

Lernkarten

Wodurch unterscheidet sich ein Zufallsbitgenerator von einem Pseudozufallsbitgenerator?

  • Zufallsbitgenerator = Random Bit Generator = Gerät oder Verfahren, das eine Sequenz statistisch unabhängiger und gleich verteilter Bitfolgen erzeugt -> wiederholen sich nicht

Pseudozufallsbitgenerator = Pseudo Random Bit Generator = Gerät oder Verfahren, das einen deterministischen Algorithmus realisiert als Eingabe eine zufällige Bitfolge der Länge k (Seed) erhält und eine Bitfolge der Länge l produziert, die den Eindruck der Zufälligkeit erweckt. -> wiederholen sich

  1. Wie lassen sich „echte“ Zufallszahlen auf einem PC erzeugen? Warum geht das so schwer?

  • Kombination verschiedener Methoden

    • Analyse der Tastatureingaben

    • Analyse von Mausbewegungen

    • Uhrzeit auf ms genau

    • Positionierungszeiten der Platte

    • Analyse von Transfers auf dem LAN

  • Von diesen Daten werden die niederwertigsten Bits benutzt

  • Daten werden kombiniert und bilden einen Zufallswert

  • Weil es ein deterministischer Automat ist, die keinen Zufall kennt

  1. Nennen Sie ein paar Quellen für Zufall, die auf (fast) jedem PC benutzt werden können, also ohne Spezialhardware.

  • Analyse der Tastatureingaben

  • Analyse von Mausbewegungen

  • Positionierungszeiten der Platte (nicht ssd)

  1. Was ist ein Seed (bei Pseudozufallsbitgeneratoren)?

  • Seed = möglichst zufälliger Startwert eines PseudoZufallsBitGenerator

  1. Der lineare Kongruenzgenerator - was ist das? - eignet sich nicht für kryptographische Anwendungen, wird aber in vielen Programmiersprachen in Bibliotheks Routinen angeboten. Für welche Anwendungen ist dieser Generator geeignet?

  • Ist ein PZBG, hat kongruenz im Namen weil Modulo Arithmetik verwendet wird

  •  

  • Für Statistische Verfahren sind die einfachen Generatoren geeignet, da sie schnell und ressourcensparend einfachen zufall erzeugen können. Für sicherheitskritische Bereiche sind sie ungeeignet

  1. In ANSI X9.17 ist ein kryptographisch geeigneter Pseudozufallsbitgenerator definiert. Skizzieren Sie die wesentliche Idee hinter diesem Verfahren.

Mehrfache Verschlüsselung von geheimen zufälligen wert

  1. Auch mit dem RSA-Verfahren kann ein kryptographisch geeigneter Pseudozufallsbitgenerator realisiert werden. Worin besteht hier die Idee?

  • wollen sequenz mit gleichverteilten 0, 1, wahrscheinlichkeit 0,5

  • seed, m

  • nur sequenziell

  • in jedem durchlauf nimmt man nur das unterste zufällige bit und fügt es der finalen zufallszahl an, wenn 16 bit, dann 16 Durchläufe

  1. Der Blum-Blum-Shub-Generator beruht auf der iterativen Berechnung einer Formel, welcher? Wie werden die Pseudozufallszahlen dabei gebildet?

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