Nombre aléatoire... grâce à l'électronique ! HELP !

[delphi_jb]

Bonjour à toutes et à tous

Voila, j'avais une question. Je voulais réaliser un petit schémas électronique
dont le but serais de mesurer avec une grande précision (disons 10 décimales)
l'état d'une tension sur une source de tension donné.

On devrais pouvoir interroger ce schémas à tout moment, et il devrait pouvoir
nous fournir ce nombre aussi vite que ses semi conducteurs le permettent


Pourquoi ?
dans cette mesure de grande précision, la dernière décimale pourrait être considéré comme
un nombre aléatoire, car à ce niveau de précision, la tension n'est (j'imagine) jamais
deux fois la même pour deux moment donné non équivalent.

Ce chiffre serais alors récupérable par un logiciel PC via un USB (ou autre).

Qu'en pensez vous ? possible ?


Merci d'avance
-----

[DAUDET78]

Qu'il y a plus simple !
- générateur pseudo-aléatoire
- mesure du temps entre deux actions humaines avec une résolution de l'ordre de la µS

[Jack]

Un convertisseur flash avec autant de bits de résolution, tout ça pour ne récupérer que le lsb, c'est un peu compliqué.

A+

[delphi_jb]

Qu'il y a plus simple !
- générateur pseudo-aléatoire
- mesure du temps entre deux actions humaines avec une résolution de l'ordre de la µS

Bonjour,

Excusez moi, je ne l'avais pas dit, mais c'est justement pour ne pas avoir de pseudo-aléatoire
que je partais dans cette voie. La mesure du temps sur une action humaine est une bonne idée,
mais je devrais pouvoir générer ce nombre aléatoire sans intervention humaine...

Le seul moyen que j'ai trouvé, c'est de jouer sur l'instabilité des mesures d'une tension à l'échelle du picoVolt.
Cette technique a l'avantage de fournir des suites de résultat non déterministe, car basé sur la mesure d'un phénomène naturel variant.

Un convertisseur flash avec autant de bits de résolution, tout ça pour ne récupérer que le lsb, c'est un peu compliqué.
A+

C'est pas mal ca...
un convertisseur Flash peut, j'imagine, se baser sur la mesure d'une tension comme signal analogique ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[azad]

Ou échantillonnage d'un bruit. Par exemple celui d'une diode à la limite de l'avalanche.

[delphi_jb]

Ou échantillonnage d'un bruit. Par exemple celui d'une diode à la limite de l'avalanche.

Alternative crédible à la source analogique du phénomène physique, pas mal
mais nous restons malgré tout tributaire d'un convertisseur A/N pour l’échantillonnage j'imagine ?

Connaissez vous des convertisseurs A/N précis, tout en étant rapide à la fois ?

[jiherve]

bonsoir,
combien de bits ?
en vrai car 10 décimale cela fait plus de 33bits!
JR

[delphi_jb]

bonsoir,
combien de bits ?
en vrai car 10 décimale cela fait plus de 33bits!
JR

en fait, autant de décimale nécessaire a l'obtention d'une valeur fem chaotique...

très facile sur une tension secteur faiblement précis, beaucoup plus dur a obtenir dans une alimentation PC,
ou la tension est déja bcp plus précise... Mais comme ca, je dirais qu'on ne doit pas aller jusque 33 bits.

a mon avis, 15 a 20 bits devrais peut être être suffisant. Le défis devrais alors être sa rapidité de conversion...

[jiherve]

Re,
avec une diode en avalanche un comparateur suffit donc un bit.
autrement AD7401 16bits/20MSPS AD
ADC16V130 16bits/130MPS TI
il y en aussi chez LT
JR

[freepicbasic]

On devrais pouvoir interroger ce schémas à tout moment, et il devrait pouvoir
nous fournir ce nombre aussi vite que ses semi conducteurs le permettent

Si l'interrogation se fait a des intervalles aléatoires,
Il suffit de prendre un 4060 ou autre comme compteur avec un oscillateur rapide.

[delphi_jb]

Re,
avec une diode en avalanche un comparateur suffit donc un bit.

je comprends pas trop la manipulation, pouvez vous m'éclairer ?

autrement AD7401 16bits/20MSPS AD
ADC16V130 16bits/130MPS TI
il y en aussi chez LT
JR

le ADC16V130 qui peut bosser à 130Mhz me tente bien avec ses 16 bits qui peuvent donner une précision de 1,5 x 10^-5...

je pense que même du 5 VDC a ce niveau de précision apportera des valeurs non déterministes entre les mesures, l'alim n'étant
pas faite pour fournir des tension aussi stable. De mémoire, je pense que les meilleurs alimentations PC montrent des tensions ~stable au
alentour de 2 décimales. A 5 décimales, je pense être en mesure de dire que j'aurais un nombre chaotique... merci

Si l'interrogation se fait a des intervalles aléatoires,
Il suffit de prendre un 4060 ou autre comme compteur avec un oscillateur rapide.

l'interrogation se fait suivant l’exécution du futur algorithme. Dans une boucle, c'est la puissance
CPU qui déterminera la vitesse d’exécution.
Seulement, le CPU est beaucoup plus rapide que la latence du convertisseur. Du coup, je vais
devoir créer (pour ceux qui programme) une classe algorithmique +/- comme ceci:

class aleatoire

function aleatoire(nbr) {
pause programme ON;
var nbr = <chiffre module électronique > * nbr;
pause programme OFF;
return nbr;
}

end class


for (i=1;i<=1000000;i++) {
var nombreAleatoire = aleatoire(10);
}


ou un truc du genre ^^

[freepicbasic]

Est ce que cette fonction chaotique , pourrait faire l'affaire ?

a = Sin(i) * Sin(Sqr(i))


utilisé comme ça;

For i = 1 To 300
a = Sin(i) * Sin(Sqr(i))
l$ = Right$("0000" + Str$(Int(Abs(a * 100000))), 4)
Text1.Text = Text1.Text + l$ + " ," 'Chr$(13) + Chr$(10)
Next

ça donne ça;

0807 ,9817 ,3928 ,8815 ,5443 ,7831 ,1257 ,0479 ,5815 ,1125 ,7413 ,7006 ,8802 ,5939 ,3433 ,1788 ,9924 ,6964 ,4061 ,8672 ,2961 , 884 ,4327 ,8985 ,2691 ,0627 ,4663 ,2673 ,1902 ,1286 ,6502 ,2323 ,1290 ,3119 ,5368 ,7711 ,2811 ,3511 ,3679 ,3081 ,1897 ,7988 ,2526 , 607 ,5085 ,3166 ,6694 ,6188 ,2660 ,8598 ,0715 ,8967 ,3250 ,8889 ,0547 ,8613 ,1614 ,6483 ,2725 ,0303 ,6519 ,3903 ,6677 ,1023 ,0895 ,2558 ,0897 ,2973 ,0322 ,7441 ,9957 ,0490 ,2194 ,2193 ,6841 ,6770 ,0474 ,8724 ,2703 ,5940 ,5958 ,1309 ,9941 ,8822 ,3588 ,3905 ,7991 , 155 , 791 ,5544 ,1212 ,2947 ,0589 ,6555 ,1623 ,5859 ,5620 ,6208 ,0089 ,7547 ,6451 ,2145 ,1271 ,2464 ,1103 ,5617 ,4693 ,6322 ,9403 ,3866 ,7471 ,1531 ,9076 ,4550 ,1073 ,3068 ,7868 ,7330 ,7000 ,8012 ,9880 ,9809 ,5783 ,8595 ,0555 ,2134 ,3638 ,8485 ,8091 ,5442 ,3082 ,4674 ,4666 ,4091 ,7174 ,2135 ,1530 ,6658 ,8782 ,5676 ,3173 ,5572 ,7037 ,6346 ,3434 ,6308 ,6052 ,3201 ,4317 ,2414 ,5550 ,1962 ,5787 , 966 ,0148 ,6728 , 289 , 273 ,4052 ,1813 ,8562 ,5738 ,7077 ,4134 ,7465 ,5098 ,6595 ,8382 ,5294 ,5762 ,7702 ,6950 ,1668 ,4756 ,9269 ,4558 ,9029 ,1423 ,5135 ,0190 ,2606 ,6825 ,8110 ,2086 ,9806 ,2861 ,9246 ,3305 ,4712 ,3623 ,6528 ,4104 ,4930 ,8713 ,1618 ,3070 ,9171 ,7940 ,8139 ,7328 ,6184 ,0412 ,2760 ,9997 ,0326 ,5209 ,2776 ,8449 ,4598 ,3868 ,5442 ,1033 ,2736 ,2019 ,4788 ,8982 ,8904 ,6288 ,2370 ,6788 ,6082 ,2834 ,3711 ,4806 ,0482 ,2083 ,3144 ,5582 ,7950 ,1790 ,8544 ,1089 ,1406 ,9896 ,1440 ,2585 ,0250 ,9106 ,5817 ,0265 ,4345 ,1468 ,0610 ,7551 , 245 ,1925 , 766 , 739 ,5214 ,0019 ,4328 ,0328 ,9570 ,0278 ,3055 ,8767 ,8213 ,3174 ,6986 ,7644 ,0614 ,3659 ,8003 ,5451 ,8308 ,8671 ,2089 ,0565 ,9012 ,1657 ,0198 ,8408 ,2786 ,7114 ,6295 ,4931 ,1367 ,2186 ,7490 ,3151 ,5702 ,9841 ,2789 ,6588 ,1373 ,0715 ,4722 ,1519 ,2549 ,0126 ,9783 ,6429 ,2957 ,5766 ,0316 ,3501 ,9186 ,3608 ,2153 ,9888 ,

[Forhorse]

ça c'est du pseudo aléatoire. Si c'est pour de la cryptographie ça n'ira pas.

[freepicbasic]

alors pour un vrai aléatoire une zener, un ampli, et un compteur c est le plus simple...
un ampli op qui monte a plusieurs Mhz.

(Comme on ne sait pas la fréquence du débit...)
évidemment si on a un débit en mhz ça ne convient pas..

[freepicbasic]

pour un débit en mhz il faudrait une zener , un ampli op , un trigger sur chaque bit.

[frank9321]

ça c'est du pseudo aléatoire. Si c'est pour de la cryptographie ça n'ira pas.

En même temps, mesurer une source de tension, c'est *pas* très sur non plus, hein..
Avec une side channel attack, tu dois pouvoir faire ca rapidement.
De plus qu'à ce niveau de "précision", tu peux imagine que ta source de tension va capter le 50Hz du réseau qui va bien faire osciller, prévisiblement, la tension..
Les circuits Chua semblent bien mieux adaptés pour ce genre de trucs.

Sinon, si tu veux pas t’embêter, tu prends une webcam pourrie, tu cache l'objectif, et ton capteur va générer du beau bruit.
Reste plus qu'à hasher chaque image, et t'as des beaux bits aléatoires

Mais c'est pour quoi ?

[MorpheusPic]

pourquoi pas un microphone
niveau bruit c pas mal

[louloute/Qc]

...ou une diode en inverse, amplifiée à donf.

[DAUDET78]

Pourquoi ?
dans cette mesure de grande précision, la dernière décimale pourrait être considéré comme
un nombre aléatoire, car à ce niveau de précision, la tension n'est (j'imagine) jamais
deux fois la même pour deux moment donné non équivalent.

1) Je n'ai jamais vu un nombre aléatoire généré de cette manière
2/ Le bruit sur une mesure de tension, c'est plutôt du ronflement à 50 ou 100 Hz ...... Vive la tête de l'aléatoire !

[Amanuensis]

Un "truc tout bête" pour obtenir une séquence de qualité : faire le ou exclusif entre une séquence pseudo-aléatoire générée par algorithme et une autre séquence générée physiquement genre bit de poids faible de la quantification d'un bruit physique.

[delphi_jb]

En même temps, mesurer une source de tension, c'est *pas* très sur non plus, hein..
Avec une side channel attack, tu dois pouvoir faire ca rapidement.
De plus qu'à ce niveau de "précision", tu peux imagine que ta source de tension va capter le 50Hz du réseau qui va bien faire osciller, prévisiblement, la tension..
Les circuits Chua semblent bien mieux adaptés pour ce genre de trucs.

Sinon, si tu veux pas t’embêter, tu prends une webcam pourrie, tu cache l'objectif, et ton capteur va générer du beau bruit.
Reste plus qu'à hasher chaque image, et t'as des beaux bits aléatoires

Mais c'est pour quoi ?

pourquoi pas un microphone
niveau bruit c pas mal

...ou une diode en inverse, amplifiée à donf.

Un "truc tout bête" pour obtenir une séquence de qualité : faire le ou exclusif entre une séquence pseudo-aléatoire générée par algorithme et une autre séquence générée physiquement genre bit de poids faible de la quantification d'un bruit physique.

En tout cas, tout ca a au moins le mérite de faire tourner le forum ^^

Ce sont toutes des bonnes idées. J'ai un faible pour l'interprétation sur le capteur CCD/Cmos.
En prime, on peut interpréter massivement de l'aléatoire sur une image (307200 pixels 24bits sur une image en 640 * 480)
Par contre, obtenir la première donnée d'une interrogation serait horriblement lent ! 1/30 sec sur une webcam de bonne qualité...
- résolution native du nbr: 24 bits, soit un entier de 0 à 16.777.216
- vitesse d'interrogation: 1/30sec + délais de mise à disposition du drivers
- débit de nbr aléatoires: 221.184.000 bits/sec sur une webcam VGA (307200 * 30 frames/sec * 24 bits)
==> Parfait pour de la génération massive de nombre aléatoire, mais très (beaucoup trop) lent en réaction.


Pour le micro, ça rendrais une qualité d'aléatoire tout aussi bon, basé sur le spectre complet du bruit généré.
La vitesse d’échantillonnage serait aussi plus réactif mais le débit serais ~100x plus lent. Ma carte son X-fi
(bonne carte son) peut enregistrer un son avec d'une résolution de 24 bits à 96kHz. ce qui fait:
- résolution native du nbr: 24 bits, soit un entier de 0 à 16.777.216
- vitesse d'interrogation: 1/96000 sec + délais de mise à disposition du drivers
- débit de nbr aléatoires: 2.304.000 bits/sec (24 bits * 96.000 hz)
==> Parfait pour de la génération plus générale de nombre aléatoire, en plus tout le monde a un micro...
==> Mais encore trop lent en réaction pour soutenir ou s'approcher de la vitesse de traitement d'un CPU.


En tout cas, merci pour votre contribution

[freepicbasic]

1) Je n'ai jamais vu un nombre aléatoire généré de cette manière
2/ Le bruit sur une mesure de tension, c'est plutôt du ronflement à 50 ou 100 Hz ...... Vive la tête de l'aléatoire !

+1

J ai oublié d 'en parler.
Et pour les montages à bruit blanc amplifiés faudra bien blinder le tout.

[frank9321]

Mais au fait, c'est pour quoi, ce truc ?
Par ce que les générateurs pseudo-aléatoires dans linux, par exemple, sont pas mal bons.. Et ils peuvent bien débiter

[MorpheusPic]

oui...

que veut tu faire avec 2 terra-byte/sec de donnes aléatoire ^^ ?

on sen fout du 50Hz imagine tu mesure le reseu EDF avec x bits tu a une mesure par ex

212.32545735 volts si il garde que le dernier digit 5
135.65468468 volts si il garde que le dernier digit 8
48.15897487 volts si il garde que le dernier digit 7

[jiherve]

Bonjour,

==> Mais encore trop lent en réaction pour soutenir ou s'approcher de la vitesse de traitement d'un CPU.

comme déja demandé : c'est dans quel but ce bouzin?
par ailleurs il y a comme un petit hiatus entre la vitesse de traitement d'un CPU et celle à laquelle il peut acquérir une entrée.
JR

[delphi_jb]

re,
le sujet prolifère plus vite que ma propre disponibilité ^^

Mais au fait, c'est pour quoi, ce truc ?
Par ce que les générateurs pseudo-aléatoires dans linux, par exemple, sont pas mal bons.. Et ils peuvent bien débiter

Ca reste du pseudo aléatoire. malheureusement...
C'est un faux random qui, s'il parait aléatoire, se basera sur une séquence de nombre à un moment ou un autre...

Bonjour,

comme déja demandé : c'est dans quel but ce bouzin?
par ailleurs il y a comme un petit hiatus entre la vitesse de traitement d'un CPU et celle à laquelle il peut acquérir une entrée.
JR

Mon but premier est de simplement pouvoir fournir un nombre réellement aléatoire (via une futur interface web).
Après, j'attaquerais sans doute tout les domaines ou du calcul basé sur du Pseudo-aléatoire ne peut substituer
à du vrai aléatoire.

oui...

que veut tu faire avec 2 terra-byte/sec de donnes aléatoire ^^ ?

on sen fout du 50Hz imagine tu mesure le reseu EDF avec x bits tu a une mesure par ex

212.32545735 volts si il garde que le dernier digit 5
135.65468468 volts si il garde que le dernier digit 8
48.15897487 volts si il garde que le dernier digit 7

2 terra-byte/sec, pour moi n'a aucun intérêt, soyons clair ^^
Mais pour la futur personne qui lira ce forum et qui aura besoin, dans ce cas précis, d'avoir en masse des variables aléatoires, il
sera comblé. Je suis un gars qui aime rendre service


Pour la mesure du réseaux, je pense que la longueur de la chaine décimale diminue exponentiellement la possiblilité
d'avoir deux fois le même résultat sur un court laps de temps. En clair, au plus on est sur des mesure d'intervales courts, au
plus il faut des décimales (sur la mesure de tension) pour continuer à assurer un aléatoire de qualité...

[Tropique]

Mon but premier est de simplement pouvoir fournir un nombre réellement aléatoire (via une futur interface web).
Après, j'attaquerais sans doute tout les domaines ou du calcul basé sur du Pseudo-aléatoire ne peut substituer
à du vrai aléatoire.



2 terra-byte/sec, pour moi n'a aucun intérêt, soyons clair ^^
Mais pour la futur personne qui lira ce forum et qui aura besoin, dans ce cas précis, d'avoir en masse des variables aléatoires, il
sera comblé. Je suis un gars qui aime rendre service ...

C'est quelque chose qui est incorporé dans les nouveaux processeurs, mais c'est loin d'être simple et direct:
http://electronicdesign.com/article/...enerator-74774

[frank9321]

Et tu as aussi random.org qui fait ca pour toi depuis longtemps
Reste à dire que ce que tu comptes faire sera aussi pris comme tu pseudo-aléatoire. Les (bonnes) sources internes aux ordis sont ou peuvent-être très fiable.
Aussi, il y a plein de phénomènes physiques qui sont bien plus aléatoires que ce que tu comptes faire