완전한 랜덤이란
랜덤성이란 무엇일까요? 랜덤성은 수열이나 결과가 예측할 수 없는 순서나 패턴을 가지는 것을 말합니다. 컴퓨터 게임에서 주사위를 던지는 것부터 보안 암호(해시)를 만드는 것까지 여러 분야에서 필요로 하는 중요한 개념입니다. 하지만 완전한 랜덤을 컴퓨터가 생성하는 데에는 한가지 큰 문제가 있습니다.
컴퓨터와 랜덤성
컴퓨터는 결정론적인 기계입니다. 이는 컴퓨터가 주어진 입력에 대해 항상 동일한 출력을 내놓는다는 것입니다. 예를 들어, 덧셈 연산을 생각해봅시다. '2 + 2'를 컴퓨터에게 명령하면 항상 '4'라는 결과를 얻습니다. 동일한 입력에 대해 항상 동일한 결과를 얻는 이러한 특성 때문에 컴퓨터가 완전한 랜덤성을 만들 수 없습니다.
컴퓨터가 생성하는 랜덤 수는 실제로는 '의사 랜덤'입니다. 이는 초기 '시드(seed)' 값에 따라 수열이 결정되기 때문입니다. 만약 시드 값을 알고 있다면, 컴퓨터가 생성하는 전체 랜덤 수열을 예측할 수 있게 됩니다.
초기의 의사 랜덤 수 생성 방법
컴퓨터가 랜덤 수를 만드는 가장 기본적인 방법은 '의사 랜덤 수 생성기(Pseudorandom Number Generator, PRNG)'를 사용하는 것입니다. 이는 특정 시드 값에서 시작하여 알고리즘을 통해 다음 수를 계산합니다. 이 초기 시드 값은 종종 현재 시간과 같은 외부 요인을 사용합니다.
대표적인 PRNG로 '선형 합동 생성기(Linear Congruential Generator, LCG)'가 있습니다. 이는 간단하고 컴퓨터에서 빠르게 작동하나, 일부 패턴에서는 완전한 랜덤성을 보장하지 못합니다.
현재의 진짜 랜덤 수 생성 방법
오늘날, 더욱 정교한 의사 랜덤 수 생성기를 사용하는 추세입니다. 예를 들어, '메르센 트위스터'는 더욱 긴 주기와 더 높은 품질의 랜덤 수를 생성할 수 있습니다.
또한, 컴퓨터에서 완전한 랜덤성을 구현하기 위해 '진짜 랜덤 수 생성기(True Random Number Generator, TRNG)'도 사용됩니다. 이는 원자의 붕괴나 대기 소음 등과 같은 물리적 현상을 기반으로 랜덤성을 생성합니다. 이 방법은 완전한 랜덤성을 보장하지만, 일반적으로 의사 랜덤 수 생성기보다는 느리고 복잡합니다.
결론
결론적으로 컴퓨터는 완전한 랜덤하게 수를 생성할 수 없고 랜덤에 근접하게만 수를 생성할 수 있습니다. 하지만 비슷한 숫자가 나올 확률이 엄청나게 희박하기 때문에 일반적으로 랜덤이라고 하는 겁니다. 이 문제를 해결하기 위해 다양한 기술과 방법들이 계속 개발되고 사용되고 있습니다. 의사 랜덤 수 생성기와 진짜 랜덤 수 생성기는 각각의 장단점이 있지만, 컴퓨터의 다양한 요구를 충족시키기 위해 필요한 도구입니다. 이런 방법들을 통해 컴퓨터는 게임에서부터 보안까지 다양한 분야에서 필요로 하는 랜덤성을 제공할 수 있게 됩니다.
