Zobrazení zdroje stránky Hardwarový generátor náhodných čísel

== Vyrovnávání se se zkreslením ==
Proud bitů z těchto systémů je náchylný být zkreslený, s dominancí jedniček a nebo nul. Existují dvě cesty jak se vyrovnat se zkreslením. První způsob je designovaní RNG takových způsobem, aby se minimalizovalo zkreslení při samotné práci generátoru.

Druhá metoda, jak ladit generovaný bit stream, je použití low pass filteru pro doladění odchylky generátoru. Podle centrálního limitního teorému bude mít tendenci zpětnovazební smyčka být vyvážená po celý čas. Ultra vysoce rychlostní generátory náhodných čísel velmi často využívají tuto metodu. I přesto jsou náhodně vygenerovaná čísla nějakým způsobem zkreslená.

=== Software whitening ===
Druhý způsob jak se vypořádat se zkreslením je redukovat ho po až po vygenerování náhodných čísel (buď softwarem nebo hardwarem). I když použijeme hardware pro filtrování odchylek tak proud bitů bude pravděpodobně stále obsahovat zkreslení a korelace. Existuje několik metod jak redukovat zkreslení a korelaci, často nazýváme tyto metody jako „whitening“ algoritmus. Je to dáno analogii s problematikou produkování bílého šumu z korelovaného signálu.

Existuje způsob, dynamicko statický test, který kontroluje statistickou náhodnost v každém náhodném bloku dynamicky. Toto může být použitelný v krátkém čase, touto metodou lze zkontrolovat řádově 1 gigabyte za sekundu a více.

Pokud daný blok obsahuje pochybnou náhodnost, je automaticky z bitového proudu vyřazen. Tato metoda je požadována v návrhu ANSI (X9F1). [[John von Neumann]] vynalezl jednoduchý algoritmus jak zafixovat jednoduché zkreslení a snížit zkreslení. Vyžaduje to dva bity v jeden moment a na základě zpracování provede jednu ze tří možných operací: pokud dva bity jsou stejné, tak jsou smazány; ze sekvence 1, 0 se stává 1; ze sekvence 0, 1 se stává 0. Reprezentuje to padající hranu s 1 a vzestupnou hranu s 0.

Toto eliminuje jednoduché zkreslení a je to velice jednoduché na implementaci jak pro počítačového programátora, tak i pro digitální logiku. Tato metoda funguje nezávisle na tom, jak byly bity generovány. Ale i přesto to nemůže zaručit náhodnost svého výstupu.

Ale může to s vysokým počtem diskartovaných bitů transformovat zkreslený bitový proud na nezkreslený.

Další používanou technikou pro přiblížení se ideálnímu náhodnému proudu bitů je použít exkluzivní or s vysoce kvalitním kryptograficky bezpečným pseudonáhodným generátorem čísel jako je třeba Blum Blum Shrub nebo velmi silný stream cipher. Toto může velmi pomoci s dekorelací a digitálním zkreslením při zachování velmi nízké ceny; toto můžeme provést například pomocí hardwaru jako je třeba [[Programovatelné hradlové pole|FPGA]], který je mnohem rychlejší než kdybychom se to snažili dělat pomocí softwaru.

Podobná metoda, která redukuje zkreslení a vytváří téměř ideálně náhodný bitový proud je když vezmeme dva a více nekorelovaných velmi blízko náhodných bitových proudů a provedeme s nimi operaci XOR. 

Když pravděpodobnost výskytu nuly v bitovém proudu je 1/2 + e, kde e se nachází v rozmezí -1/2 <= e <= 1/2. Poté e je zkreslení bitového proudu. Pokud vememe dva nekorelované bitové proudy se zkreslením e a použijeme na ně operaci exkluzivní or, potom zkreslení výsledku je 2''e''². Toto může být opakováno s více bitovými streamy (souvisí Pilling-up lemma).

Některé návrhy aplikují kryptografický [[Hašovací funkce|hash funkce]] jako třeba [[Message-Digest algorithm|MD5]], [[Secure Hash Algorithm|SHA-1]] nebo RIPEMD-160 a nebo dokonce CRC funkci na celý bitový proud a nebo jeho část. Toto řešení je velmi atraktivní, částečně proto, že je o hodně rychlejší v porovnání s některými jinými metodami, ale velmi zde záleží na celkové kvalitě hash výstupu.

Mnoho fyzikálních jevů může generovat bity, které jsou velmi zkreslené, ale každý bit je nezávislý na ostatních. Geigerův čítač nebo polopropustné zrcadlo s detektorem fotonů mohou generovat bitový proud, který obsahuje většinou 0 (ticho nebo propuštění fotonu) s občasnou 1 (klik nebo odraz fotonu). Pokud každý bit je nezávislý na ostatních, tak Von Neumannova strategie generuje jedno náhodný, nezkreslený bit na výstup.

Whitening technika jako třeba Advanced Multi Level Strategy (AMLS) může extrahovat více výstupních bitů.