Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik rauschgenerator testen


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von Franz X. (ixl4070)


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Hallo

Um die Qualität des Rauschen zu testen gibt's folgende Überlegung.

Ich nehme das Rauschen in einem .wav File auf und versuch es dann zu 
komprimieren. Je weniger ich es komprimieren kann desto besser der 
Rauschgenerator.

Richtig?

Oder das Rauschen in eine Bitmap schreiben und es versuchen als jpg zu 
speichern.

von Wolfgang (Gast)


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Erstmal musst du "Qualität des Rauschen" definieren, um daran 
irgendetwas messen zu können.
Welche Charakteristiken soll dein Rauschen haben?

von Baku M. (baku)


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Für mich wäre der erste Ansatz eine Spektralanyse.
Ist der gewünschte (siehe Vorpost: "Was ist für dich gutes Rauschen?") 
Spektralverlauf erreicht, rauscht es gut genug...

Wenn du es mit deiner Idee, das Ergebnis einer Kompression zu 
betrachten, versuchst, dann wäre zunächst der Kompressionsagorithmus 
wichtig, da gibt es nämlich höchst unterschiedliche Ansätze.

Am Ende steht natürlich, wie so oft, die Frage:
Wozu soll das gut sein und was willst du genau wissen?
z.B. soll der Rauschgenerator möglichst reine Zufallsfolgen für 
kryptographische Zwecke liefern oder willst du damit analoge Systeme 
vermessen, oder...?

IdS,
Baku

von Franz X. (ixl4070)


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Es sollte ein echtes Zufallsrauschen sein. Kein pseudo- oder digitaler 
rng. Also es ist ein Rauschgenerator über eine Zenerdiode. Ich habe auch 
eine Schaltung mit dreistufigen Transistor Verstärker gebaut, bei dem 
nur ein Widerstandsteiler am Eingang sitzt. Und nun möchte ich wissen ob 
ein  echter Zufall rauskommt. Für Kryptographie.

: Bearbeitet durch User
von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Als Bild speichern und ansehen ist schon mal eine gute Idee.

Das menschliche Auge bzw. der "Gesichtssinn" dahinter ist sehr 
empfildlich. Im Idealfall siehst du aus der Entfernung eine absolut 
homogene graue Fläche (keine Flecken oder gar Muster).

Was keine so gute Idee ist, dieses Bild als JPEG zu speichern.

Wegen der dabei stattfindenden DCT wird das Aussehen mit Sicherheit 
verfälscht. Benutze einfach ein verlustfrei abreitendes Bildformat vie 
TIFF (in der entsprechenden variante), PNG oder BMP.

: Bearbeitet durch User
von Franz X. (ixl4070)


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Ja, das mit der optischen Kontrolle ist mir klar. Und wenn das Bild mit 
einem jpg-Algorythmus komprimiert wird ist mir auch klar dass es als 
optische Kontrolle nicht mehr zu gebrauchen ist.
ABER:
Diese Komprimieralgorythmen sind sehr effizient(zb. .jpg - kann auch was 
anderes sein). Es geht dann nur mehr um das Verhaeltnis zwischen den 
Filegroessen vom unkomprimierten zum komprimierten Bild. Dies steht doch 
dann im direkten Zusammenhang mit der Qualität des Rauschens? oder 
nicht?

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Franz X. schrieb:

> Diese Komprimieralgorythmen sind sehr effizient(zb. .jpg - kann auch was
> anderes sein). Es geht dann nur mehr um das Verhaeltnis zwischen den
> Filegroessen vom unkomprimierten zum komprimierten Bild. Dies steht doch
> dann im direkten Zusammenhang mit der Qualität des Rauschens? oder
> nicht?

Ganz prinzipiell und theoretisch: Ja.

Aber, da ist immer noch die Qualität der Algorithmen. Die Algorithmen 
sind im mathematischen Sinne nicht unbedingt ideal sondern nur 
Näherungen und entsprechend ungenau ist die QUalitätsaussage über die 
Dateigröße. Das ist z.B. immer ein Kompromiss bezüglich Geschwindigkeit, 
Aufwand an Code und CPU-Last.

Als erster Anhaltspunkt ja, aber für eine wissenschaftlich stichhaltige 
Analyse im Sinne von Nachweis: nein.

Ich würde da lieber auf klassische statistische Methoden setzen, z.B. 
Gleichverteilung und Korrelation.

: Bearbeitet durch User

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