POC zur Generierung von Zufallszahlen mittels Lavalampen

AI Quick Summary

Ziel dieser Bachelorthesis ist der Bau einer Box, in der unter Zuhilfenahme des Lavarand Prinzips durch die Fotografie von Lavalampen komplett zufällige Zahlen generiert werden können. Diese Zahlen sollen zur Verwendung an Messen etc. in einem lokalen Netzwerk publiziert werden können. Die Zufälligkeit der generierten Zahlen soll mittels statistischer Testsuite untersucht werden. Ausgangslage und Problemstellung:Computer sind perfekt darin, Aufgaben wiederkehrend mit einer hohen Zuverlässigkeit zu lösen. Dabei führt ein identischer Input stets zum identischen Output. Dies ist eine für die meisten Aufgaben gewünschte Funktionsweise, führt jedoch bei der Generierung von Zufallszahlen zu Problemen. Um Zufallszahlen zu generieren, verwenden die meisten Computer lediglich pseudo zufällige Werte, die beispielsweise durch die Interaktion von Benutzer*innen mit dem System oder aus Umgebungswerten gewonnen werden.Ziel der Arbeit und erwartete Resultate:Ziel dieser Arbeit ist es ein Überblick über die Funktionsweise von Lavarand und anderweitigen vollständig zufälligen Methoden zur Generierung von Zufallswerten sowie statistischen Frameworks zur Überprüfung der Qualität der generierten Zufallszahlen zu erhalten.Die Funktionsweise von Lavarand soll dabei anhand eines Proof of Concepts demonstriert werden. Dazu soll eine Box konstruiert und gebaut werden, in der sich mehrere Lavalampen, eine Kamera, sowie ein Rechner befinden. Die Fotos der Lavalampen sollen als Seed für die Generierung von Zufallszahlen dienen. Das Hauptaugenmerkt soll auf der Überprüfung der Zufälligkeit der generierten Zahlen liegen. Die Überprüfung erfolgt unter der Verwendung von statistischen Testsuites. Zudem soll ein Vergleich zu anderen Entropiequellen wie beispielsweise dem in Linux integrierten Entropiepool gezogen werden.Die gebaute Box soll der Hochschule Luzern als Demonstrationsobjekt für die Generation von Zufallszahlen an Messen und anderweitigen Events dienen. Dazu sollen die generierten Zufallszahlen lokal für die Besucher über ihr mobiles Endgerät abrufbar sein.Gewünschte Methoden, Vorgehen:LiteraturrechercheMethoden zur Generierung von vollständig zufälligen Zahlenwerten.Geschichte und Funktionsweise von Lavarand.Funktionsweise und Anwendungsbereich von statistischen Testsuites zur Validierung der Qualität der generierten Zufallszahlen.Bau eines Gehäuses, dass die Lavalampen, Webcam und Computer aufnimmt.Programmierung einer Applikation, die Fotos der Lavalampen aufnimmt, diese zu Zufallszahlen konvertiert und speichert.Validation der Zufälligkeit dieser Zahlenwerte durch Tests mittels statistischer Testsuite.Programmierung/ Konfiguration einer Lösung, wie an Ausstellungen, Messen etc. diese Zahlenwerte vom Publikum abgerufen werden können.Kreativität, Variation, Innovation:Es wird dem Studenten überlassen, wie dieser das Gehäuse zur Aufnahme der Gerätschaften gestaltet. Weiter ist dieser bei der Programmierung der Applikation zur Erstellung der Zufallszahlen und der Speicherung von diesen Werten frei.Durch die Freiheit in der Publizierung der Zahlenwerte gegenüber dem Publikum, können verschiedene Ansätze berücksichtigt werden.Kostenabschätzung:Die Kosten für das Projekt belaufen sich auf ca. 600CHFDiese setzen sich wie folgt zusammen:150CHF für Lavalampen.250CHF für Material, um das Gehäuse zu bauen.150CHF für Computer und Kamera50CHF für weitere Kleinteile

Project Idea Metadata

• Project Idea Name: POC zur Generierung von Zufallszahlen mittels Lavalampen
• Date: 11/24/2022 7:04:17 PM
• Administrators:

Project Idea Description

Ausgangslage und Problemstellung:

Computer sind perfekt darin, Aufgaben wiederkehrend mit einer hohen Zuverlässigkeit zu lösen. Dabei führt ein identischer Input stets zum identischen Output. Dies ist eine für die meisten Aufgaben gewünschte Funktionsweise, führt jedoch bei der Generierung von Zufallszahlen zu Problemen. Um Zufallszahlen zu generieren, verwenden die meisten Computer lediglich pseudo zufällige Werte, die beispielsweise durch die Interaktion von Benutzer*innen mit dem System oder aus Umgebungswerten gewonnen werden.

Ziel der Arbeit und erwartete Resultate:

Ziel dieser Arbeit ist es ein Überblick über die Funktionsweise von Lavarand und anderweitigen vollständig zufälligen Methoden zur Generierung von Zufallswerten sowie statistischen Frameworks zur Überprüfung der Qualität der generierten Zufallszahlen zu erhalten.

Die Funktionsweise von Lavarand soll dabei anhand eines Proof of Concepts demonstriert werden. Dazu soll eine Box konstruiert und gebaut werden, in der sich mehrere Lavalampen, eine Kamera, sowie ein Rechner befinden. Die Fotos der Lavalampen sollen als Seed für die Generierung von Zufallszahlen dienen. Das Hauptaugenmerkt soll auf der Überprüfung der Zufälligkeit der generierten Zahlen liegen. Die Überprüfung erfolgt unter der Verwendung von statistischen Testsuites. Zudem soll ein Vergleich zu anderen Entropiequellen wie beispielsweise dem in Linux integrierten Entropiepool gezogen werden.

Die gebaute Box soll der Hochschule Luzern als Demonstrationsobjekt für die Generation von Zufallszahlen an Messen und anderweitigen Events dienen. Dazu sollen die generierten Zufallszahlen lokal für die Besucher über ihr mobiles Endgerät abrufbar sein.

Gewünschte Methoden, Vorgehen:

• Literaturrecherche
• Methoden zur Generierung von vollständig zufälligen Zahlenwerten.
• Geschichte und Funktionsweise von Lavarand.
• Funktionsweise und Anwendungsbereich von statistischen Testsuites zur Validierung der Qualität der generierten Zufallszahlen.
• Bau eines Gehäuses, dass die Lavalampen, Webcam und Computer aufnimmt.
• Programmierung einer Applikation, die Fotos der Lavalampen aufnimmt, diese zu Zufallszahlen konvertiert und speichert.
• Validation der Zufälligkeit dieser Zahlenwerte durch Tests mittels statistischer Testsuite.
• Programmierung/ Konfiguration einer Lösung, wie an Ausstellungen, Messen etc. diese Zahlenwerte vom Publikum abgerufen werden können.

Kreativität, Variation, Innovation:

Es wird dem Studenten überlassen, wie dieser das Gehäuse zur Aufnahme der Gerätschaften gestaltet. Weiter ist dieser bei der Programmierung der Applikation zur Erstellung der Zufallszahlen und der Speicherung von diesen Werten frei.

Durch die Freiheit in der Publizierung der Zahlenwerte gegenüber dem Publikum, können verschiedene Ansätze berücksichtigt werden.

Kostenabschätzung:

Die Kosten für das Projekt belaufen sich auf ca. 600CHF

Diese setzen sich wie folgt zusammen:

• 150CHF für Lavalampen.
• 250CHF für Material, um das Gehäuse zu bauen.
• 150CHF für Computer und Kamera
• 50CHF für weitere Kleinteile

Ziel dieser Bachelorthesis ist der Bau einer Box, in der unter Zuhilfenahme des Lavarand Prinzips durch die Fotografie von Lavalampen komplett zufällige Zahlen generiert werden können. Diese Zahlen sollen zur Verwendung an Messen etc. in einem lokalen Netzwerk publiziert werden können. Die Zufälligkeit der generierten Zahlen soll mittels statistischer Testsuite untersucht werden.