ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ГЕНЕРАТОРІВ ПСЕВДОВИПАДКОВИХ ПОСЛІДОВНОСТЕЙ ТА ЇХ ОЦІНКА

Анотація

У статті досліджено особливості функціонування генераторів псевдовипадкових послідовностей як ключового компонента сучасних інформаційних систем, що застосовуються в моделюванні, криптографії, обробці даних та тестуванні програмного забезпечення. Основну увагу приділено порівняльному аналізу чотирьох підходів до генерування: лінійного конгруентного генератора, методу середніх квадратів, генератора Mersenne Twister та генератора на основі криптографічного хешування. У межах дослідження розроблено програмний засіб, який дозволяє моделювати роботу зазначених генераторів і здійснювати їх комплексне оцінювання за допомогою статистичних та візуальних методів аналізу. Для визначення якості псевдовипадкових послідовностей використано критерій узгодженості Пірсона, оцінювання дисперсії та аналіз автокореляційних залежностей. Отримані результати подано у вигляді гістограм розподілу та графіків, що забезпечує наочне відображення рівномірності розподілу, ступеня випадковості та наявності можливих закономірностей у згенерованих даних. Проведений аналіз показав, що генератор Mersenne Twister і криптографічні генератори демонструють найкращі статистичні характеристики, зокрема близькість до теоретичних значень, низький рівень автокореляції та високу рівномірність розподілу. Встановлено, що лінійний конгруентний генератор може забезпечувати задовільні результати лише за умови коректного підбору параметрів, тоді як метод середніх квадратів характеризується швидким виродженням послідовності та низькою якістю генерування. Отримані результати підтверджують необхідність обґрунтованого вибору генератора залежно від сфери застосування та вимог до статистичних і криптографічних властивостей. Запропонований підхід до комплексного аналізу може бути використаний у навчальних і прикладних задачах для оцінювання ефективності генераторів псевдовипадкових чисел.