Generatori di numeri casuali: dalla crittografia al gaming online

Il caso non è un elemento naturalmente contemplato nel mondo dell’informatica. Quando pensiamo ai computer, infatti, ci vengono istintivamente in mente i loro sistemi di calcolo, metodi, processi e risultati infallibili. Eppure i generatori di numeri casuali, che sono un prodotto della tecnologia, hanno proprio come scopo quello di riprodurre qualcosa di non calcolabile. Creati dall’uomo per proteggere dati sensibili e per compiere analisi statistiche, quello dei RNG (Random Number Generators) è un sistema usato anche nel gioco, tanto per stabilire l’evoluzione di un videogame quanto per definire le combinazioni che risulteranno da un tiro di dadi.

Numeri e sequenze di numeri casuali: cosa sono?

Il primo algoritmo per dare origine ad una sequenza di numeri casuali è stato creato nel lontano 1947, molto prima dell’avvento dei computer, dal matematico americano-ungherese John Von Neumann. Sono numeri casuali quelli che vengono scelti all’interno di un insieme senza seguire una regola precisa. Lo stesso vale per le sequenze di numeri casuali, per le quali, tra l’altro, non c’è una correlazione tra le cifre stesse. Senza una logica sottostante, evidentemente, non è possibile prevedere né il singolo numero né una sequenza di cifre. È il caso dei dadi, per i quali, nonostante il numero limitato di facce e di cifre su ciascuna di esse, non si sa con certezza quali appariranno alla fine, ma è anche quel che accade quando si tira in aria una moneta per giocare a testa o croce. Ma a cosa ci potrebbe servire, in fin dei conti, riprodurre il caso?

Generatori di numeri pseudo-casuali

Sembrano random, ma non lo sono fino in fondo: a generare i numeri pseudo-casuali, infatti, sono degli algoritmi che seguono formule matematiche ben precise per arrivare a riprodurre un effetto di casualità il più possibile simile al vero. I modelli alla base dei generatori di numeri pseudo-casuali (PRNG, dall’inglese Pseudo-Random Numbers Generator) permettono di dare vita a sequenze di cifre molto velocemente e, ogni volta che viene indicato loro lo stesso dato di partenza, generano una combinazione di numeri identica. Questo tipo di generatori e di numeri viene utilizzato, ad esempio, per la simulazione di modelli statistici.

Generatori di numeri realmente casuali

Oltre ai PRNG esiste un altro tipo di sistema, quello dei generatori di numeri realmente casuali (TRNG, dall’inglese True Random Numbers Generator), che inseriscono un elemento fisico random per generare le cifre e le sequenze di cifre in modo imprevedibile. Tali eventi fisici sono tra i più disparati. Nel caso della generazione di numeri casuali attraverso un personal computer, ad esempio, possono andare dal movimento del mouse al rumore ambientale, percepito dal generatore di numeri attraverso il microfono del computer. Niente di predeterminato o determinabile, quindi, nel caso dei TRNG: la produzione dei numeri random richiede un processo più lungo rispetto ai PNRG e, soprattutto, anche quando si parte da uno stesso valore, non si riuscirà a ritrovare la stessa stringa di numeri.

I numeri random al servizio della sicurezza

Il metodo dei generatori di numeri casuali viene utilizzato oggi in numerosi ambiti. In generale, il principio comune è quello di garantire la protezione di dati sensibili e personali come possono esserlo un indirizzo email, una conversazione su Whatsapp o la password di una carta di credito. La generazione di numeri casuali in crittografia è necessaria per la generazione di chiavi e chiavi di sessione, che consentono di mantenere segreti e indecifrabili questi contenuti. Allo stesso modo, quando si guarda un film o un programma a pagamento, è grazie al generatore di numeri casuali che chi non ha l’abbonamento o semplicemente non ha pagato per vederlo, non vi avrà accesso. Il protocollo crittografico di sicurezza SSL, che si utilizza per ogni genere di attività su internet, tra cui i pagamenti online, fa uso, ancora una volta, dei generatori di numeri casuali.

Le cifre casuali e il gioco

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Nel settore dell’intrattenimento, i videogiochi e i giochi online sono quelli che hanno fatto maggiormente uso dei generatori di numeri casuali, con una differenza sostanziale: se per i primi vengono utilizzati algoritmi che determinano numeri pseudo-casuali, nel caso dei giochi come la roulette, le slot machine e i dadi del backgammon, si fa appello ai generatori di numeri realmente casuali. In quest’ultimo ambito, infatti, utilizzare dei generatori di numeri pseudo-casuali equivarrebbe ad orientare i risultati, il che è ovviamente vietato ed illegale.

Gli eventi casuali nei videogiochi

Se tutto fosse prevedibile, ad un certo punto i videogiochi risulterebbero piuttosto noiosi e ci si stancherebbe presto di utilizzarli. Introdurre un elemento di casualità, per quanto determinata a monte dai creatori dei gioco, rende tutto molto più interessante. In tal modo avvengono determinati eventi, come ad esempio gli incontri di pokémon selvatici nel gioco Pokémon, uno dei capolavori più conosciuti di Nintendo. Ed è un algoritmo, in questo gioco, a determinare la personalità, i valori individuali e la specie di un pokémon selvatico. Allo stesso modo, è sempre un generatore di numeri casuali, in funzione durante videogiochi di azione o sparatutto, come possono esserlo Tomb Raider e Resident Evil, a determinare se il giocatore riceverà un colpo critico quando attacca il nemico.

Gli eventi casuali nell’e-gaming

Il caso è il principio fondatore di numerosi giochi, e l’idea di sfidare e vincere la fortuna è senza dubbio il motore che ci spinge a praticarli. Quando si gioca su internet su piattaforme come Betway, si vede all’opera un generatore di numeri realmente casuali, che determinerà una sequenza di cifre o simboli in maniera del tutto imprevedibile, che riproduce l’esperienza di scoprire le carte ad un tavolo verde o di tirare la leva di una slot. Lo stesso vale per le app per smartphone come Backgammon Free, in cui è necessario tirare dei dadi virtuali, affidandosi ancora una volta al caso.

I campi di applicazione dei generatori di numeri casuali sono molteplici e variano dalla sicurezza al divertimento. Non è escluso, in futuro, che ai settori già esistenti se ne aggiungano altri, a testimonianza del fatto che, nonostante l’avvento dei computer, gli esseri umani amino mettersi a confronto con il caso.

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