라바 램프
싱붕이들도 어디선가 보거나 들은 적 있을 것
기름이나 밀랍 같은 유체가 자유자재로 움직이는 게 꽤 볼만한 이 램프가
난수 생성에 사용된다니?!?!?!?!!?!
놀랍지 않지만 사실이다
클라우드플레어라고 들어본 적 있을 것이다
“사람인지 확인하십시오“ << 이 버튼으로 우리를 시험에 빠트리곤 했던
주로 웹 보안이나 CDN 같은 사업을 하는 회사인데...
클라우드플레어 사옥 로비에는 이렇게 묘하게 생긴 라바램프가 즐비해 있다
이걸 어떻게 난수로 만든다는 걸까?
대충 짐작했을 것이다
라바 램프의 움직임은 상당히 무작위적이다
이걸 100개 가량 놓고 그 움직임을 다 예측하기란?
좃나 어려울 것이다!!!!!
그래서 그걸 고화질 카메라로 일정 시간 간격마다 찍어서
그 사진의 픽셀 정보 like R, G, B, alpha
그걸 난수 생성의 키값으로 쓰겠단 말이다
덤으로 어그로도 끌고 로비도 꾸미고 일석삼조
아차차!!!!!!!! 그럼 난수란 어떻게 만들어지는가!!!!!!!
컴퓨터의 난수가 진짜 난수가 아니라는 건 나름 잘 알려진 상식이다
컴퓨터로 무언가를 만들기 위해선 어떻게 하라고 규칙을 줘야 하는데,
규칙을 통해 완전한 우연을 만들어 내기란 불가능에 가깝기 때문이다
그래서 컴퓨터는 중앙제곱법, 선형합동법, 메르센 트위스터 등의 방식으로 유사 난수를 생성해낸다
여기부턴 더 재미없기 때문에 보기 싫은 사람은 넘어가도 좋다
뒤로가기 버튼이다! 잘 가거라!
그럼 이어서 각각 대충 살펴보자
먼저 중앙제곱법이다
존 폰 노이만
각종 천재 썰을 남긴 천재가 고안한 방식이 바로 중앙제곱법이다
중앙제곱법은 상당히 간단하다
4자리 난수를 만든다 해보자
1557이라는 수가 있을 때
이를 제곱하면 2424249,
여기서 가운데 4자리 2424를 얻고 다시 제곱하면 58775776,
여기서 가운데 4자리 7757을 얻고 다시 제곱하면 60171049,
...
이런 식이다
보다시피 상당히 간단해서 풀기도 쉽다
하지만 존 폰 노이만이 살아있을 적의 컴퓨터의 성능상 한계로
일단 저렇게나마 만들어 썼던 것
물론 현재는 쓰지 않는다
다음으로 선형합동법이다
선형합동법은 위 식을 통해 수열 Xi를 만들어낸다
mod는 나눗셈의 나머지를 반환하는 연산자이다
a와 c, m은 무려 표준으로 정해져 있는데,
ANSI C 표준 기준
a = 1103515245, c = 12345, m = 2^32
C언어의 rand() 함수가 아직도 이 방법으로 난수를 생성해내는데,
조금 생각하면 알 수 있듯 a와 c, m을 아는 상태에서
마지막으로 이 방법으로 생성된 난수(위 식에서 Xn+1)를 알면?
그 다음, 그 그 다음, 이어지는 모든 난수를 알 수 있게 된다
거기다 난수의 주기도 최대 m으로 m번 생성하면 처음 생성한 난수가 돌아와버리게 된다
그래서 이것도 초 저사양 환경 이외나 털려도 상관없을 때 말곤 쓸 일 없는
보안과 거리 먼 난수 생성이 되어버린다
마지막으로 메르센 트위스터이다
진짜 마지막이다
일단 메르센 트위스터는 앞선 선형합동법보다 훨씬
먼저 존나 긴 주기 - 무려 2^19337 - 1의 주기를 가지며,
(19337이란 숫자는 알고리즘에 따라 달라짐, MT19337기준)
분포도 선형합동법에 비해 좋다... 고 한다
대충 쉽게 풀어서 설명하자면
메르센은 2^n - 1 형태의 특별한 소수에서 이름을 따왔고,
트위스터는 32자리의 이진수 숫자 두 개를 이어붙이고, 숫자 자리수들을 한 칸씩 밀고, XOR이라고 하는 비트 연산을 여러 번 수행하는 등
각종 개지랄을 하는 데서 따온 이름이다
요약하자면
난수생성하기 위해 몸비틀기 << 줄여서 메르센 트위스터
라고 생각하면 된다
물론 그래도 진짜 난수는 아니다
그래서 양자컴퓨터니 앞서 말한 라바램프니 별의 별 뭐가 나오는 것
여기까지 봐줘서 고맙고
싱붕이들도 좋은 주말 보내길 바란다
2025.04.27 07:10:02
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