香蕉为什么能做随机数生成器？因为，它是水果界的“辐射之王”

香蕉为什么能做随机数生成器？因为，它是水果界的“辐射之王”

杨风色来自奥菲斯
qubit |微信官方账号QbitAI

一根香蕉还能这样用？！

真随机数生成器，该项目已经开源。

要知道，日常计算机生成的(比如Random()函数)都是可预测的伪随机数。如果用于生成密码，则不能保证绝对安全。

于是，研究人员开始从自然界中寻找随机数，比如大气噪声、量子力学和宇宙微波背景辐射。

那么，香蕉，如何保证真随机数的生成？

按照我哥的解释，就是先检测香蕉中放射性物质的衰变，然后经过简单的算法处理，生成0-255范围内的随机数。

等等，怎么了？香蕉，放射性，辐射…

我吃香蕉已经20多年了。你是在告诉我这个吗？？

水果业的“辐射之王”

仔细研究后发现，香蕉确实有辐射，而且还不小。

水果界甚至有“辐射之王”的称号。

核心原因是香蕉中富含的钾元素在起作用:100g香蕉含钾约350mg。

目前，天然存在的钾由三种同位素组成。只有少数原子核(约0.015%)即钾-40具有放射性。

这些原子自发衰变，释放能量分离电子(β射线)和γ射线，从而对蛋白质orDNA等生物分子造成损伤，从而引发辐射性疾病或癌症。

基于这个原理，决定了香蕉属于电离辐射，也就是核辐射。

嗯，被世卫组织列为致癌物的那种。

不过不用担心，要达到真正的致死剂量，人类需要吃掉3500万根香蕉。

此外，我们的身体含有大约120g的钾，通过新陈代谢将钾维持在恒定的水平。

钾-40不容易在体内积累。

为了更好地辐射科普的强度，物理学家喜欢用它来做比较，所以专门设计了一个术语。

香蕉当量剂量，用于描述辐射强度的非正式单位。

对了，这也是谣言。

可能有朋友看过这个论断:香蕉辐射比手机高？！

其实两者根本没有可比性。一个是电离辐射，一个是非电离辐射。

两者最大的区别在于能级是否足以引起原子层面的变化，比如电子的分离。

△来源:国际原子能机构

非电离辐射是能量较低的一种。虽然原子或分子分离电子还不够，但可以让这些分子振动发热。微波炉就是这样工作的。

一根香蕉+300多元的五金

这次我明白了。香蕉是天然的钾-40放射源。

利用钾-40的放射性衰变完全随机的原理，可以制作一个真随机数发生器。

那么，具体是怎么做的呢？

很简单。硬件上，你只需要准备一个安德瑞诺开发板+一个盖革计数器。

两个加起来才300多块(伙食费40元左右，柜台300元左右)。

盖革-米勒计数器(Geiger-Müller counter)，全称盖革-米勒计数器(Geiger-mü ller counter)，是从1928年开始专门用于检测电离辐射强度的计数器。

涉及的算法非常简单。写一个主循环，将寄存器从0增加到N，当等于N时，寄存器复位到0。

一旦在此过程中检测到钾-40衰变并在设备上方的香蕉中放出粒子，主循环将被暂停，中断程序将被执行，寄存器中的最后一个值将作为随机数返回，然后寄存器重置为0继续循环。

比如我们可以把0到15的寄存器相加，用十六进制来表示这些数(0-15是0-9，A-F)，那么两个十六进制数就可以组成一个1字节的随机数，最后我们就可以得到十进制范围内0到255的任意数。

赞美诗十六进制数，如6F，转换成二进制数，等于0110 1111。总共有8位，一个字节正好等于一个8位二进制数。

这就是香蕉随机数发生器的诞生。

过去，为了获得真正的随机数，通常的做法是将一些自然物理现象产生的随机量转换成数字信息。

如电阻热噪声、半导体中的雪崩效应、电路混沌效应等。

其他人甚至利用更复杂的量子现象，比如散粒噪声、光电效应、宇宙微波背景辐射，也就是前面提到的放射性衰变。

现在，你只需要一根香蕉和300多件五金件就能制作完成。简直不太方便。

事实上，GitHub上已经有很多类似的项目，Twitter上也有一个账户每天发送200多个随机数，持续了一年。

原来香蕉不仅可以食用。

其实香蕉的妙用不止于此。

比如可以是一个的游戏手柄。

就在今年，索尼申请了一项有趣的专利，决心将“廉价、简单、非电子设备变成游戏外设”。

不是，他们通过一些设备和技术把虚拟按键投射到香蕉上，变成了手柄。

并且通过扫描识别把两根香蕉变成双摇杆，还能控制一些行走模拟器或者飞行游戏。

比如香蕉也可以用来感受物理的神奇，即正电子。

因为钾-40在β+衰变为氩40的同时会放出一个正电子。于是一位来自果壳的网友提供了一个方法:

嗯，有兴趣的朋友，可以试试。

当然，香蕉也可以作为平日恶作剧的工具。

准备“香蕉+大枣”、“香蕉+雪碧”等组合，让你的朋友发现新大陆。

在虚拟世界中，香蕉也有意想不到的用途。

在游戏《杀手3》中被设定为武器！它便于携带，易于隐藏，甚至连子弹都无法穿透。

因此成为玩家推崇的“暗杀”工具。它分分钟打晕一个高大魁梧的基地守卫，但一旦变成“地雷”，敌人一踩上去，立刻倒地而亡。

△土元油盐社

(越来越可笑了。)

最后，别忘了一个人和一根香蕉的基因也有41%相似~(手动狗头)

参考链接:
[1]https://www . mcgill . ca/OSS/article/you-asked/it-true-banana-radio active
[2]https://www.iaea.org/zh/newscenter/news Shi-Yao-Shi-fu-she
[3]https://www . mcgill . ca/OSS/article/you-asked/it-true-banana-radiological
[4]https://MP . weixin . QQ . com/s/kqcoiqownliyxpwx-y2 tgpwx