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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schaltungskonzept für Zufallsgenerator so sinnvoll?


Autor: erna (Gast)
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Hallo,

ich interessiere mich dafür statistisch einigermaßen gute Zufallszahlen 
zu erzeugen. Dafür würde ich mir gerne ein externes Gerät, ähnlich wie 
bei http://kielnet.net/home/julien.thomas/tech/XR232WEB.htm realisiert 
bauen. Die dortige Idee, das Lawinenrauschen einer Zenerdiode auf 
Logik-Pegel zu verstärken, sodass dieses Signal etwa von einem Flip-Flop 
gelesen werden kann, möchte ich übernehmen. Den Teil der Schaltung, der 
diesen Pegel erzeugen soll allerdings lieber nicht. Da halte ich mich 
eher an die in Beitrag "Anregungen fuer einen Rauschgenerator" vorgeschlagene 
Schaltung mit dem Unterschied, dass mein letzter OP als Komparator 
betrieben wird, sodass je nachdem, ob das Rausch-Signal unter- bzw. 
oberhalb der halben Betriebsspannung ist, am Ausgang des zweiten OPs 
nahezu 0 V bzw. Betriebsspannung anliegt. (Schaltplan im Anhang; V2 ist 
dabei natürlich durch eine Zenerdiode mit Vorwiderstand zu ersetzen.)

Meine Fragen dazu:
1. Macht mein Schaltungskonzept so Sinn? (D.h. wird es voraussichtlich 
funktionieren, also eine Folge zufälliger hoher und niedriger Logikpegel 
ausgeben?)
und 2. Was für einen OP soll ich dafür verwenden, den man besten Falls 
auch noch bei Reichelt bekommt?


Gruß
erna

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Ich glaube nicht, dass das gutgeht...

Nimm doch am einfachsten das FF (IC3a) aus dem Originalplan.
Dem reicht zum Toggeln eine kurze Flanke. Fertig.

Autor: Andreas K. (derandi)
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Wenn du die Betriebsspannung als maß für HIGH oder LOW heranziehst wird 
ja auch die 100 Hz Brummspannung, die sich ja kaum vermeiden lässt, in 
das Ergebnis mit einbezogen. Die 100 Hz sind aber fix und alles andere 
als zufällig.

Autor: Ganymed (Gast)
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Um Zufallszahlen zu erzeugen, würde
ich mal im Netz nach
"Linear rückgekoppelten Schieberegistern"
gurgeln. Kann man natürlich auch mit
Mikrocontrollern per Programm machen.

Autor: BimmyundJimmy (Gast)
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Wenn Du ein LFSR verwendest, erhälst Du allerdings Pseudozufall, dessen 
Folge sich je nach Registerlänge wiederholt. Abhängig von der Anwendung 
ist das hinreichend, für kryptographische Zwecke ist es allerdings 
ungeeignet!

Ob Dein Zufallsgenerator richtig funktioniert, ist schwer zu beweisen. 
Er wird sicher eine ungleiche (von der Entscheiderschwelle abhängige) 
Wahrscheinlichkeitsverteilung aufweisen. Zur Abschätzung kannst Du ja 
mal eine Langzeitmessung machen. Allerdings werden auch Parameter wie 
Temperatur oder Variationen in der Versorgungsspannung Deine Ausgabe 
beeinflussen!

Siehe:
http://web.archive.org/web/20011027002011/http://d...

Gruß
 BimmyundJimmy

Autor: aaaaa (Gast)
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was hastn damit genau vor? wirds was kritisches oder dürfen die 
zufallszahlen auch (theoretisch zumindest) unter hohem aufwand 
hervorsagbar sein?
gibts interaktionen vom user? dann könntest evtl. das über nen 
inputcapturepin eines timers machen und den wert den er gerade hat als 
zufallswert nehmen.

Autor: ... (Gast)
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Wäre es nicht besser, das Rauschen der Zenerdiode auf einige mV zu 
verstärken um dieses dann per ADC einzulesen? Wenn man nur das letzte 
Bit des ADC nimmt, dann sollte das Ergebnis doch sehr zufällig sein.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Mit ´nem z.B. 64Bit langen, rückgekoppelten Schieberegister bekommt man 
schon sehr schöne und ellenlange Pseudozufallsketten. In einen winzigen 
Controller gehackt, hat man alles, was man braucht und kann auch noch 
das Ausgabeformat wählen. 5V und Masse dran und rennt.

Autor: Nimm den (Gast)
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Autor: Vlad Tepesch (vlad_tepesch)
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hab auch mal gelesen, dass man mit nem offenen ADC das letzte Bit als 
Zufallsbit mißbrauchen kann. Habs aber noch nicht ausprobiert.

Autor: Vlad Tepesch (vlad_tepesch)
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> http://home.comcast.net/~orb/index.html
Low Power consumption ist aber auch was anderes.
und 100bit sind auch nicht so schnell.

Und wenn ich das richitg interpretiere, basiert das auch auf einer 
AD-Wandlung.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Ein offener ADC-Pin verursacht alles andere als Weißes Rauschen, nämlich 
Brumm oder das Kleben an den oberen oder unteren 
Betriebsspannungsgrenzen. Ohne weitere Beschaltung unbrauchbar.

Autor: Claude (Gast)
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>und 100bit sind auch nicht so schnell.

140 Bytes pro Sekunde ist für echte Zufallszahlen doch gar nicht so 
schlecht...

Autor: erna (Gast)
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Ich werde mich jetzt doch enger an den Aufbau von 
http://kielnet.net/home/julien.thomas/tech/XR232WEB.htm halten. Ich 
hatte die Funktion des T-Flip-Flops nur nicht verstanden. Jetzt sehe ich 
allerdings ein, warum dabei am Ende doch eine vernünftige 
Gleichverteilung rauskommt.

@vlad_tepesch: Das Einlesen einer leicht verstärkten Rauschquelle per 
ADC in einem Mikrocontroller ist ungünstig, da man mit dem 
Mikrocontroller eine (deterministische) Störquelle in die Schaltung 
einbringt.

Eine Frage aus Interesse bleibt allerdings noch: Wie funktioniert 
eigentlich der hier auch erwähnte ORB? ( 
http://home.comcast.net/~orb/index.html )


Gruß
erna

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Das ist doch auf der Seite gut erklärt.

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