專利名稱：從天文事件生成隨機(jī)數(shù)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，尤其涉及從天文事件產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)和其他數(shù)據(jù)的機(jī)構(gòu)和方法。
背景技術(shù)：
可以注意到隨機(jī)性和隨機(jī)數(shù)據(jù)被傳統(tǒng)地應(yīng)用于各種各樣的目的，例如像擲骰子游戲的機(jī)遇游戲。這樣的隨機(jī)數(shù)據(jù)通常具有隨機(jī)數(shù)、字母、符號(hào)或其他變量，例如，但不限于，光和聲音的形式。
隨著計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，人們認(rèn)識(shí)到需要一種用于向計(jì)算機(jī)程序引入隨機(jī)性的手段。然而，似乎令人吃驚，很難讓計(jì)算機(jī)隨機(jī)地做某事。計(jì)算機(jī)盲目地按照其指令執(zhí)行一個(gè)程序，因此完全可以預(yù)知?，F(xiàn)在，有生成“偽”隨機(jī)數(shù)的軟件。雖然數(shù)字“看起來”隨機(jī)，但它們不是真正的隨機(jī)，因?yàn)檐浖褂昧舜_定性的規(guī)則。
真正的隨機(jī)數(shù)典型地通過對(duì)計(jì)算機(jī)外部的熵源的采樣和處理而生成。如果可以得到內(nèi)部熵源，真正的隨機(jī)數(shù)也可以由計(jì)算機(jī)內(nèi)部的硬件來生成。一個(gè)熵源可以是很簡(jiǎn)單的，例如鼠標(biāo)移動(dòng)的變化或鍵入之間的時(shí)間值。然而，在實(shí)踐中，使用用戶輸入作為熵源是很難處理的。例如，鍵入通常由計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)緩存，這意味著幾個(gè)鍵入在送往等待它們的程序之前已被收集。對(duì)于程序，似乎這些按鍵是幾乎在同時(shí)鍵入的。
好的熵源為放射性源。放射性源發(fā)生衰變的時(shí)間點(diǎn)是完全不可預(yù)測(cè)的，可以被采樣并送入到計(jì)算機(jī)內(nèi)，用來避免操作系統(tǒng)中的任何緩存機(jī)制。其他的熵源可以是無線電噪聲、熱噪聲、來自辦公室或?qū)嶒?yàn)室的背景聲學(xué)噪聲、或網(wǎng)站上的“點(diǎn)擊”。
“隨機(jī)性”的質(zhì)量可以用各種方法測(cè)量。一個(gè)常見的方法是計(jì)算在一個(gè)數(shù)字系列中的信息密度或熵。在數(shù)字系列中的熵值越高，越難以系列中前面的數(shù)字為基礎(chǔ)預(yù)測(cè)一個(gè)給定數(shù)字。一個(gè)好的隨機(jī)數(shù)序列有高的熵值級(jí)別，雖然高的熵值級(jí)別不能保證隨機(jī)性(作為例子，用商用軟件文件壓縮程序壓縮的計(jì)算機(jī)文件通常具有高的熵值級(jí)別，但是數(shù)據(jù)是高度結(jié)構(gòu)化的，所以不隨機(jī))。因此，為對(duì)隨機(jī)數(shù)發(fā)生器進(jìn)行徹底的測(cè)試，只是計(jì)算數(shù)字中的熵值級(jí)別是不夠的。技術(shù)人員可以在下列網(wǎng)站找到更多的細(xì)節(jié)http://www.random.org/essay.html。
在現(xiàn)有技術(shù)中，公開了許多生成隨機(jī)數(shù)的方法。見例如美國(guó)專利第6,542,014號(hào)；第6,393,448號(hào)；和第6,435,501號(hào)。
離線隨機(jī)數(shù)發(fā)生器有獨(dú)特的要求。在此使用的術(shù)語“離線”意為在其中隨機(jī)數(shù)潛在的用戶不能親身目睹數(shù)字生成的過程任何隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。
在博彩業(yè)中，某些州和國(guó)家發(fā)行彩票，例如樂透彩券或抽彩券，通常利用一個(gè)物理的裝置進(jìn)行抽獎(jiǎng)，例如一個(gè)裝有數(shù)字球的容器，從中(希望是)隨機(jī)地抽出小球。一些博彩委員會(huì)正轉(zhuǎn)向使用基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)來模擬裝有數(shù)字球的容器。在新西蘭有一此例。
稱為“因特網(wǎng)博彩”的迅速發(fā)展的市場(chǎng)依賴于隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的使用以產(chǎn)生每個(gè)游戲的獲獎(jiǎng)結(jié)果和每個(gè)游戲機(jī)會(huì)。使用兩種類型的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器那些產(chǎn)生所謂“真”隨機(jī)數(shù)的發(fā)生器，其中隨機(jī)數(shù)是由專用于隨機(jī)數(shù)生成的硬件裝置產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流；以及那些通過使用為此目的設(shè)計(jì)的軟件產(chǎn)生的所謂“偽”隨機(jī)數(shù)的發(fā)生器。
博彩和彩票業(yè)界的某些人士建議，對(duì)基于計(jì)算機(jī)的抽獎(jiǎng)有四個(gè)必要條件(1)由計(jì)算機(jī)抽取的數(shù)字集的概率與使用數(shù)字球從容器中完全隨機(jī)地抽出的概率應(yīng)該一樣；(2)沒有人(包括程序員或?qū)Υ朔椒ㄟM(jìn)行合格檢測(cè)的人員)可以預(yù)測(cè)將抽取的數(shù)字；(3)沒有人可以影響抽獎(jiǎng)的結(jié)局使其對(duì)他或她有利；以及(4)某些有資格的人員必須可以證明前面三個(gè)條件的滿足，如Robert Davies在http://www.robertnz.net/true rng.html中所總結(jié)的。
對(duì)于適用于博彩的離線隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，也應(yīng)該滿足下列附加必要條件(5)潛在的玩家應(yīng)該可以了解隨機(jī)數(shù)發(fā)生器是如何工作的；(6)潛在的玩家應(yīng)該感到隨機(jī)數(shù)發(fā)生器是公平的；以及(7)它應(yīng)該是新穎的。
本領(lǐng)域已知有某些基于光子檢測(cè)的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，例如美國(guó)專利第6,539,410號(hào)所示，以及某些基于湍流對(duì)流的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，例如美國(guó)專利公開第2001/0046293號(hào)所示。然而，向潛在的游戲玩家解釋這些系統(tǒng)如何工作是極其困難的。一個(gè)適用于博彩的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器按照上述討論的1-4點(diǎn)是“公平的”還不夠。潛在的玩家必須感到它是公平的。
因此，在本領(lǐng)域中需要有新穎的系統(tǒng)和方法以生成滿足上述要求的和避免當(dāng)前技術(shù)限制的純隨機(jī)數(shù)或其他隨機(jī)數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
與本發(fā)明的原理相一致的系統(tǒng)和方法通過提供新穎的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器專注于這些和其他的需求。本發(fā)明的新穎性在于，除了其他的以外，它是從真正的外層空間力量來生成一個(gè)純隨機(jī)數(shù)流。本發(fā)明以一種透明和新穎的方式提供與隨機(jī)離線事件結(jié)合的自然力的直接連接。
在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及一個(gè)探測(cè)信號(hào)的裝置，為生成隨機(jī)數(shù)的目的，用來探測(cè)來自例如宇宙輻射的天文事件的信號(hào)。隨機(jī)數(shù)適用于廣泛多種的應(yīng)用，例如機(jī)遇游戲、星座占卜、占星術(shù)、聲音和光顯示，等等。該裝置包括一個(gè)宇宙射線探測(cè)器、一個(gè)帶存儲(chǔ)器的邏輯電路、一個(gè)電源和一個(gè)通信裝置。一個(gè)控制電路設(shè)置成用來記錄來自探測(cè)器的原始數(shù)據(jù)，和以預(yù)定的時(shí)間間隔通過通信裝置向一個(gè)例如博弈裝置的接收裝置傳輸該數(shù)據(jù)或從原始數(shù)據(jù)中導(dǎo)出的處理數(shù)據(jù)。該裝置可以在無空氣的環(huán)境中運(yùn)轉(zhuǎn)，例如在衛(wèi)星上，或可以在維持生命的環(huán)境中運(yùn)轉(zhuǎn)，例如在載人空間站上，以及也可以在地球上運(yùn)轉(zhuǎn)。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明包括為生成隨機(jī)數(shù)的目的，對(duì)采集的數(shù)據(jù)應(yīng)用數(shù)學(xué)或其他算法規(guī)則的方法。另外，該方法可以包括對(duì)生成的隨機(jī)數(shù)進(jìn)行加密的手段。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式涉及具有多個(gè)探測(cè)器的裝置。
此外本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式涉及具有為其定向并保持定向于天文事件源的裝置的裝置。
尤其是，本發(fā)明包含一個(gè)隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)生器，其包括(a)用于從天文事件探測(cè)信號(hào)的裝置；(b)用于從所述信號(hào)計(jì)算隨機(jī)數(shù)據(jù)的裝置；以及(c)用于存儲(chǔ)所述隨機(jī)數(shù)據(jù)的裝置。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明包含一個(gè)隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其包括(a)用于從天文事件探測(cè)信號(hào)的裝置；(b)用于從所述信號(hào)計(jì)算隨機(jī)數(shù)的裝置；(c)用于存儲(chǔ)所述隨機(jī)數(shù)的裝置；以及(d)用于向接收裝置分配所述隨機(jī)數(shù)的裝置。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明包含一個(gè)具有處理器的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，該處理器在軟件控制下運(yùn)行，用于處理天文信號(hào)以使用數(shù)學(xué)規(guī)則生成純隨機(jī)數(shù)，該規(guī)則包括對(duì)代表來自信號(hào)的數(shù)據(jù)的脈沖進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明包含一種生成隨機(jī)數(shù)據(jù)的方法，其包括步驟(a)通過探測(cè)來自天文事件的信號(hào)采集熵；(b)使用數(shù)學(xué)規(guī)則從該信號(hào)生成隨機(jī)數(shù)據(jù)；(c)存儲(chǔ)該隨機(jī)數(shù)據(jù)；(d)對(duì)隨機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字無偏(unbiasing)；以及
(e)從無偏的隨機(jī)數(shù)據(jù)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)據(jù)池并存儲(chǔ)。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明包含一種生成隨機(jī)數(shù)的方法，其包括步驟(a)通過探測(cè)來自天文事件的信號(hào)采集熵；(b)存儲(chǔ)這些信號(hào)；(c)使用數(shù)學(xué)規(guī)則從這些信號(hào)生成隨機(jī)數(shù)；(d)存儲(chǔ)這些隨機(jī)數(shù)；(e)對(duì)隨機(jī)數(shù)進(jìn)行數(shù)字無偏；(f)從無偏的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)池并存儲(chǔ)；以及(g)向用戶分配來自隨機(jī)數(shù)池的數(shù)字。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明包含一種使用數(shù)學(xué)規(guī)則生成隨機(jī)數(shù)的方法，包括步驟(a)存儲(chǔ)從探測(cè)器接收的一系列脈沖，每個(gè)脈沖代表探測(cè)器在一段時(shí)間內(nèi)接收的原始天文數(shù)據(jù)，脈沖的數(shù)量在統(tǒng)計(jì)上是有意義的；以及(b)對(duì)每個(gè)脈沖進(jìn)行如下的統(tǒng)計(jì)偏差計(jì)算(1)當(dāng)脈沖等于或大于一個(gè)正標(biāo)準(zhǔn)差時(shí)，認(rèn)為其為“1”；(2)當(dāng)脈沖等于或大于一個(gè)負(fù)標(biāo)準(zhǔn)差時(shí)，認(rèn)為其為“0”；(3)當(dāng)脈沖在一個(gè)負(fù)標(biāo)準(zhǔn)差和一個(gè)正標(biāo)準(zhǔn)差之間時(shí)，認(rèn)為其為無效。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明包含一種通過向從天文事件生成的純隨機(jī)數(shù)提供訪問來改善機(jī)遇游戲的隨機(jī)性的方法，其包括(a)探測(cè)來自天文事件的信號(hào)；(b)使用數(shù)學(xué)規(guī)則從這些信號(hào)生成隨機(jī)數(shù)；(c)存儲(chǔ)這些隨機(jī)數(shù)；(d)處理隨機(jī)數(shù)以消除偏差(bias)；以及(e)向機(jī)遇游戲的經(jīng)營(yíng)者分配處理過的隨機(jī)數(shù)。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明包含一種生成隨機(jī)數(shù)據(jù)的方法，其包括
(a)使用位于太空中的專用傳感器探測(cè)來自太空現(xiàn)象的信號(hào)；(b)將信號(hào)傳輸?shù)降厍蛏系幕荆?c)存儲(chǔ)這些信號(hào)；(d)將處理程序應(yīng)用于這些信號(hào)以生成隨機(jī)數(shù)據(jù)；以及(e)將隨機(jī)數(shù)據(jù)傳輸給一個(gè)或多個(gè)最終用戶。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明包含一種生成隨機(jī)數(shù)據(jù)的方法，其包括(a)使用位于地球的專用傳感器接收來自太空現(xiàn)象的信號(hào)；(b)將信號(hào)傳輸?shù)交荆?c)存儲(chǔ)這些信號(hào)；(d)將處理程序應(yīng)用于這些信號(hào)以生成隨機(jī)數(shù)據(jù)；以及(e)將隨機(jī)數(shù)據(jù)傳輸給一個(gè)或多個(gè)最終用戶。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明包含一種生成隨機(jī)數(shù)據(jù)的方法，其包括(a)在一個(gè)現(xiàn)存的基于地球的采集設(shè)施處接收來自太空現(xiàn)象的信號(hào)；(b)將信號(hào)傳輸?shù)交荆?c)存儲(chǔ)這些信號(hào)；(d)將處理程序應(yīng)用于這些信號(hào)以生成隨機(jī)數(shù)據(jù)；以及(e)將隨機(jī)數(shù)據(jù)傳輸給一個(gè)或多個(gè)最終用戶。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明包含一種生成隨機(jī)數(shù)據(jù)的方法，其包括(a)探測(cè)來自受太空現(xiàn)象影響的事件的信號(hào)；(b)將這些信號(hào)傳輸?shù)交荆?c)在基站存儲(chǔ)這些信號(hào)；(d)將處理程序應(yīng)用于這些信號(hào)以生成隨機(jī)數(shù)據(jù)；以及(e)將隨機(jī)數(shù)據(jù)傳輸給一個(gè)或多個(gè)最終用戶。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明包含一種生成周期性的隨機(jī)數(shù)流的方法，其包括
(a)探測(cè)來自外星源的信號(hào)用作種子；(b)將這些種子傳輸?shù)交荆?c)存儲(chǔ)這些種子；(d)將算法計(jì)算應(yīng)用于這些種子以生成隨機(jī)數(shù)；以及(e)將隨機(jī)數(shù)傳輸給一個(gè)或多個(gè)最終用戶。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明包含一種生成連續(xù)性的隨機(jī)數(shù)流的方法，其包括(a)探測(cè)來自外星事件的信號(hào)；(b)將這些信號(hào)連續(xù)地傳輸?shù)交荆?c)從這些信號(hào)生成連續(xù)的隨機(jī)數(shù)流；以及(d)將隨機(jī)數(shù)連續(xù)地傳輸給一個(gè)或多個(gè)最終用戶。


在此引入的構(gòu)成本說明書一部分的附圖用來舉例說明本發(fā)明，并與說明書一起對(duì)本發(fā)明進(jìn)行解釋。在附圖中圖1是一個(gè)示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的框圖；圖2是一個(gè)示出了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的框圖；圖3是圖2的探測(cè)器柵格210的框圖；以及圖4是一個(gè)示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的處理流程的高級(jí)別示意圖。
具體實(shí)施例方式
定義為本申請(qǐng)的目的并為更全面地理解本發(fā)明的范圍和本質(zhì)，定義下列術(shù)語“隨機(jī)數(shù)”意為不僅僅是常規(guī)的例如“0”、“1”、“2”、等等的數(shù)字以隨機(jī)的順序或在隨機(jī)的時(shí)間出現(xiàn)，而且是可以被顯示的或可以控制一個(gè)進(jìn)程的任何隨機(jī)的字母、符號(hào)或信號(hào)。
“熵”意為一個(gè)封閉系統(tǒng)的無序性或隨機(jī)性的度量。
“天文事件”意為以某種方式根據(jù)外層空間的力或天體而生成的或受影響于外層空間的力或天體的任何事件。
“用戶”意為機(jī)遇游戲的一個(gè)玩家，與星座占卜或占星術(shù)有牽連的某人，或與在通過光或聲音產(chǎn)生一個(gè)環(huán)境時(shí)涉及的某人，在該環(huán)境中變化的設(shè)計(jì)特征以本發(fā)明描述的方式受影響于太空的力量。
“離線”意為在其中隨機(jī)數(shù)潛在的用戶不能親身目睹數(shù)字生成的過程的任何隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。
隨機(jī)數(shù)據(jù)的探測(cè)和采集純隨機(jī)數(shù)和數(shù)據(jù)的生成需要一個(gè)在隨機(jī)數(shù)發(fā)生器外部的純隨機(jī)原始數(shù)據(jù)或熵的源。在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明使用了基于太空的數(shù)據(jù)流，其來自現(xiàn)在正在宇宙中疾馳的現(xiàn)有的衛(wèi)星。在此給出幾個(gè)例子，某些是通過探測(cè)和測(cè)量外層空間的溫度，某些是磁或太陽風(fēng)，某些是北極光離子，某些是太陽的擾動(dòng)和土星環(huán)的組成。
所有該數(shù)據(jù)通常經(jīng)由現(xiàn)有的傳感器傳遞并下行鏈接到地面站。它是穩(wěn)定的數(shù)據(jù)流。
在一個(gè)實(shí)施方式中，為防止數(shù)據(jù)流可能被篡改的擔(dān)心，本發(fā)明每分鐘幾次隨機(jī)地接進(jìn)不同的數(shù)據(jù)流。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明只依賴于單個(gè)可能是加密的數(shù)據(jù)流。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，為生成唯一的數(shù)字集(從而從統(tǒng)計(jì)學(xué)的觀點(diǎn)使任何篡改的影響變得毫無意義)，將基于太空的隨機(jī)數(shù)據(jù)流偏移或與另一個(gè)隨機(jī)數(shù)據(jù)流(例如來自于可商業(yè)地得到的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器芯片)“混合”。
隨機(jī)數(shù)或數(shù)據(jù)流可以從衛(wèi)星或空間站上的太空或高空間方位氣球或其他移動(dòng)平臺(tái)發(fā)送，或者來自于基于地面的望遠(yuǎn)鏡或其他儀器。隨機(jī)數(shù)可以在位于蜂窩電話塔或其他設(shè)施的接收器上接收，如果需要，可以進(jìn)一步處理和進(jìn)一步分配給博彩游戲經(jīng)營(yíng)者或最終用戶。
隨機(jī)數(shù)的生成為從一個(gè)基于計(jì)算機(jī)的算法過程產(chǎn)生真隨機(jī)數(shù)，需要一個(gè)在隨機(jī)數(shù)發(fā)生器機(jī)器外部的熵源。這對(duì)于防止“種子”過程的引出和利用窮舉解密技術(shù)進(jìn)行數(shù)字序列預(yù)測(cè)是必要的。在本發(fā)明中，熵源是從外星源得到的。
為了達(dá)到對(duì)真隨機(jī)數(shù)生成所需的質(zhì)量，本發(fā)明包括下列實(shí)施方式(1)一個(gè)輕量級(jí)(lightweight)的高性能的選擇，其使用傳統(tǒng)的種子技術(shù)和算法計(jì)算，但在其中的播種過程是直接源于不可預(yù)測(cè)的外星源；以及(2)一個(gè)非算法的基于硬件的生成選擇，其使用例如光和聲音的外星事件來產(chǎn)生連續(xù)的隨機(jī)數(shù)流。
在任一的情況下，使用相同的高級(jí)別程序流程結(jié)構(gòu)來產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)。在此過程中基本的步驟如圖4所示。該步驟為(1)熵采集；(2)數(shù)字無偏；(3)隨機(jī)池產(chǎn)生；和(4)隨機(jī)數(shù)分配。
熵采集在第一步驟中，本發(fā)明利用例如光或無線電波的電磁信號(hào)作為比特生成的無秩序的源。源自于空間的無線電波和光，用來驅(qū)動(dòng)一個(gè)連接到封閉且加密的機(jī)器鏈接的總和的專用硬件?？赡艿脑窗ǖ幌抻谟钪嫔渚€、太陽風(fēng)事件、太陽耀斑、重力事件和影響、太陽系以外的擾動(dòng)、以及其他天文事件和影響。在使用過程中，在任意的時(shí)間點(diǎn)上，這個(gè)信息的實(shí)際的源將可能對(duì)用戶保密以確保其可靠的完整性。
首先，無秩序的數(shù)據(jù)源(例如來自天文事件的信號(hào))產(chǎn)生一個(gè)由探測(cè)器生成的二進(jìn)制數(shù)字序列。這些二進(jìn)制數(shù)字是連續(xù)流形式的壹(1)或零(0)。由于該流的趨勢(shì)是向任一方向(如1或0)偏斜，因此需要一個(gè)稱為去偏移(de-skewing)的過程。
數(shù)字無偏在本發(fā)明的另一個(gè)特征中，應(yīng)用處理程序來消除偏斜和保證數(shù)據(jù)的隨機(jī)性。利用一個(gè)可接受的去偏移過程，將可消除任何數(shù)字偏斜。以下為此過程的一種可能的概述。本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解會(huì)有不同的手段來完成去偏移。
假設(shè)一個(gè)原始的隨機(jī)數(shù)輸出為01101110010111011110001001101010111100110111111000010001它首先被分離為2比特的序列01 10 11 10 01 01 11 01 11 10 00 10 01 10 10 10 11 11 00 11 01 1111 10 00 01 00 01然后，丟棄重復(fù)的序列00和1101 10_10 01 01_01_10_10 01 10 10 10____01__10_01_01最后，用0替換01并用1替換10，給出最終的序列串01 100 0 1 10111 0 1 0 0隨機(jī)池的產(chǎn)生在客戶服務(wù)使用此比特流之前，將此比特流采集到基于計(jì)算機(jī)的高速緩沖存儲(chǔ)器?，F(xiàn)在進(jìn)行連續(xù)的評(píng)估過程以確保所生成的數(shù)字的質(zhì)量。這些評(píng)估形成服務(wù)級(jí)別質(zhì)量檢查的一部分并驅(qū)動(dòng)對(duì)熵的最初的源的一個(gè)反饋循環(huán)。這可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的源切換。
分配已經(jīng)校正了異常偏移，于是在通過一系列服務(wù)層分配之前，數(shù)據(jù)緩存于一個(gè)數(shù)字池中。
將許多的服務(wù)提供給例如娛樂場(chǎng)、星座占卜提供者和其他的客戶用于分配隨機(jī)數(shù)。這些包括因特網(wǎng)web服務(wù)；FTP集合和基于XML的工具。
應(yīng)該注意隨機(jī)數(shù)的分配不需要“實(shí)時(shí)的”交付。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，隨機(jī)數(shù)可以在時(shí)延的基礎(chǔ)上交付，或可以存儲(chǔ)用于將來的使用，例如在用于“刮刮卡”的獲獎(jiǎng)數(shù)字選擇中。
還應(yīng)該注意，在本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式中，完全不需要隨機(jī)數(shù)據(jù)“分配”的步驟。當(dāng)例如最終用戶能夠就地訪問所有的系統(tǒng)要素，包括天文事件、例如望遠(yuǎn)鏡或碟形衛(wèi)星天線的接收裝置，以及用于保證數(shù)據(jù)隨機(jī)性的位置，就會(huì)出現(xiàn)該情況。
硬件實(shí)施現(xiàn)在參考圖1，圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式100的框圖。優(yōu)選地，包括一個(gè)存儲(chǔ)器125的邏輯電路或處理器120連接到探測(cè)器110和雙向通信裝置130。探測(cè)器110是一個(gè)用于探測(cè)由隨機(jī)天文事件——例如宇宙射線、太陽風(fēng)或噴發(fā)、超新星爆發(fā)和其他事件——生成的電磁信號(hào)或其他信號(hào)的探測(cè)器。在另一個(gè)實(shí)施方式中，探測(cè)器110也可以適用于探測(cè)在地球大氣中的擾動(dòng)，或在海洋波浪中的擾動(dòng)。電源140向元件110、120和130提供必要的電力。在此實(shí)施方式中，存儲(chǔ)器125以預(yù)定的周期存儲(chǔ)來自探測(cè)器110的原始數(shù)據(jù)，然后通過通信裝置130無線地傳輸該數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)端的基站或其他接收裝置(未示出)接收該數(shù)據(jù)，然后應(yīng)用數(shù)學(xué)規(guī)則將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成隨機(jī)數(shù)，用于后來的顯示或其他用途。本發(fā)明所有的功能在軟件的控制下得以實(shí)現(xiàn)，該軟件優(yōu)選地存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器125中。
在此描述的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器優(yōu)選地包括多個(gè)“非專門設(shè)計(jì)的”組件，它們可以在無空氣的環(huán)境中運(yùn)轉(zhuǎn)，例如在衛(wèi)星上，或在空間站的維持生命的環(huán)境中運(yùn)轉(zhuǎn)，以及在地球上運(yùn)轉(zhuǎn)。本領(lǐng)域的一個(gè)技術(shù)人員應(yīng)該理解可以得到多種“非專門設(shè)計(jì)的”組件以滿足本發(fā)明所需的各種功能。
在一個(gè)選擇性的實(shí)施方式中，用于將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為隨機(jī)數(shù)的電路與探測(cè)器裝在一起，以及通信裝置只是將隨機(jī)數(shù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)端的接收器，而不傳輸原始數(shù)據(jù)，除非有這樣的指令。在還有另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明進(jìn)一步包括一個(gè)實(shí)際的機(jī)遇游戲裝置，例如與探測(cè)器和轉(zhuǎn)換電路裝在一起的基諾(keno)游戲機(jī)，以及通信裝置僅僅傳輸使用本地生成的隨機(jī)數(shù)作為輸入而玩出的機(jī)遇游戲的結(jié)果。
如下的例子用來說明，但不限制本發(fā)明。探測(cè)器110開啟“x”秒，接收原始數(shù)據(jù)并以“脈沖”的方式存儲(chǔ)。將結(jié)果傳遞到一個(gè)基礎(chǔ)單元并存儲(chǔ)。這個(gè)脈沖重復(fù)有統(tǒng)計(jì)意義的次數(shù)。為本討論的目的，假設(shè)結(jié)果形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的鐘形曲線。掌握了此信息，本發(fā)明就可以應(yīng)用數(shù)學(xué)規(guī)則來將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為隨機(jī)數(shù)，其如下對(duì)每一個(gè)脈沖進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)偏差計(jì)算。該計(jì)算的結(jié)果生成一個(gè)例如下面的表格以將脈沖轉(zhuǎn)換為適用于機(jī)遇游戲的隨機(jī)數(shù)(a)如果脈沖等于或大于一個(gè)正標(biāo)準(zhǔn)差，認(rèn)為其為“1”。
(b)如果脈沖等于或大于一個(gè)負(fù)標(biāo)準(zhǔn)差，認(rèn)為其為“0”。
(c)如果脈沖在一個(gè)負(fù)標(biāo)準(zhǔn)差和一個(gè)正標(biāo)準(zhǔn)差之間，認(rèn)為其為無效(“重做”)。
現(xiàn)在參考圖2，其是一個(gè)示出了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式100的框圖。該實(shí)施方式設(shè)計(jì)用來生成適用于“基諾”型游戲的隨機(jī)數(shù)。探測(cè)器柵格210包括離散探測(cè)部分或者區(qū)域。參考圖3，探測(cè)器柵格位置14周圍的探測(cè)器柵格——即1、2、3、13、15、25、26和27——將不能探測(cè)到探測(cè)器柵格位置14探測(cè)的事件(或探測(cè)器柵格位置14探測(cè)的事件在這些周圍的探測(cè)器柵格內(nèi)將會(huì)足夠地微弱)。
為確保適用于機(jī)遇游戲的隨機(jī)數(shù)的生成，探測(cè)器柵格210需要特殊方式的方向調(diào)節(jié)以獲得最佳的結(jié)果。例如，如果太陽作為來自天文事件(如太陽噴發(fā))的數(shù)據(jù)源，那么探測(cè)器應(yīng)該始終定向于太陽以確保不間斷的數(shù)據(jù)供應(yīng)。定向裝置220保持探測(cè)器柵格210的定位。電源140為所有的組件提供電力。通信電路130提供該裝置與遠(yuǎn)端基站或其他接收裝置之間的雙向通信。
以下為另一個(gè)實(shí)施例用來說明，但不限制本發(fā)明。在此實(shí)施方式中，探測(cè)裝置、相關(guān)的電路和游戲裝置全都部署在太空中，例如在衛(wèi)星上。一旦進(jìn)入軌道，將進(jìn)行下列操作1.自檢2.檢測(cè)來自探測(cè)器柵格的結(jié)果
3.游戲開始4.游戲結(jié)束5.游戲結(jié)果加密6.游戲結(jié)果傳遞7.如果有指令，則加密和傳遞檢測(cè)數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)8.清除和復(fù)位上述步驟進(jìn)一步描述如下自檢第一步確保裝置正常運(yùn)行。邏輯電路120在開始新游戲之前，執(zhí)行一個(gè)診斷程序。將遇到的任何問題提交基站進(jìn)行分析。檢測(cè)來自探測(cè)器柵格的結(jié)果。第二步確保探測(cè)器柵格事實(shí)上在探測(cè)一個(gè)統(tǒng)計(jì)上的隨機(jī)事件。存儲(chǔ)足夠的數(shù)據(jù)用于統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)算一個(gè)正標(biāo)準(zhǔn)偏差并用來確定一個(gè)閾值事件(一個(gè)“發(fā)牌”)。
游戲開始為此例的目的，機(jī)遇游戲涉及為最大的回報(bào)從48個(gè)可能的數(shù)字中選取6個(gè)。即不能有重復(fù)的數(shù)字。所以當(dāng)邏輯電路120確定一個(gè)柵格號(hào)碼已經(jīng)遇到一個(gè)閾值事件時(shí)，記錄那個(gè)號(hào)碼并將不再使用。
游戲結(jié)束當(dāng)以此方式確定了6個(gè)數(shù)字，游戲則結(jié)束。
游戲結(jié)果加密為維持安全性，由邏輯電路120對(duì)結(jié)果進(jìn)行加密。
結(jié)果傳遞6個(gè)獲勝的數(shù)字發(fā)送到游戲經(jīng)營(yíng)者的基站。另外結(jié)果可以發(fā)送到博彩委員會(huì)或其他控制性政府機(jī)構(gòu)和/或無利害關(guān)系的第三方以向游戲的玩家確保公平性。
如果有指令，則加密和傳遞檢測(cè)數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)。為使裝置的所有者能確保裝置的正常運(yùn)行，使用一個(gè)由軟件控制的處理器或一個(gè)硬件加密模塊來加密和傳遞關(guān)于游戲的所有數(shù)據(jù)，從最初的檢測(cè)數(shù)據(jù)到當(dāng)前游戲的原始數(shù)據(jù)。另外，控制性政府機(jī)構(gòu)和/或無利害關(guān)系的第三方可能需要訪問該信息。如果帶寬不是問題，應(yīng)該傳遞每個(gè)游戲的這一信息。假設(shè)帶寬有問題，信息應(yīng)該通過預(yù)定的表格和/或按照指令傳遞。
應(yīng)用本發(fā)明可用于眾多的博彩游戲和其他情形。例如，產(chǎn)生的結(jié)果可以提供給現(xiàn)有的娛樂場(chǎng)和賓果、基諾、卡西諾、彩票游戲以及因特網(wǎng)博彩網(wǎng)站。另外，該技術(shù)也可以提供給非博彩市場(chǎng)，例如占星術(shù)和星座占卜服務(wù)，或以提供基于從外層空間力量生成的隨機(jī)性的數(shù)據(jù)流為基礎(chǔ)的任何服務(wù)。同樣，可以基于本發(fā)明開發(fā)計(jì)算機(jī)游戲。
一個(gè)數(shù)據(jù)中心可以加密數(shù)據(jù)并通過它們的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)將其向上傳輸。然后它將進(jìn)入因特網(wǎng)并直接發(fā)送給最終用戶或其他。最終用戶可以使用這些隨機(jī)數(shù)，直接用于他們的因特網(wǎng)博彩游戲網(wǎng)站、彩票等、或?qū)⒒谔盏碾S機(jī)數(shù)流送入到經(jīng)營(yíng)者自己的經(jīng)博彩委員會(huì)核準(zhǔn)的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器中。在此情況下，來自本發(fā)明的數(shù)據(jù)將作為“種子”供應(yīng)給已核準(zhǔn)的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器(“RNG”)的“豆莢”。
以此方式，本發(fā)明允許產(chǎn)生獨(dú)特的和新穎的產(chǎn)品，用于無論是娛樂場(chǎng)、基諾游戲經(jīng)營(yíng)者、賓果營(yíng)業(yè)室、因特網(wǎng)博彩網(wǎng)站、彩票刮刮卡、零售商店、星座占卜互聯(lián)網(wǎng)站的客戶，還是其他使用來自外層空間的力量生成的數(shù)字、字母、光、聲音和其他形式的數(shù)據(jù)的客戶。
雖然在此參考某些優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，這些實(shí)施方式只是以例子的形式表示，而不是對(duì)本發(fā)明范圍的限制。在此引用了眾多的參考，它們每一個(gè)的公開通過參考在此整體引入。
權(quán)利要求
1.一個(gè)隨機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)生器，其包括(a)用于從天文事件探測(cè)信號(hào)的裝置；(b)用于從所述信號(hào)計(jì)算隨機(jī)數(shù)據(jù)的裝置；以及(c)用于存儲(chǔ)所述隨機(jī)數(shù)據(jù)的裝置。
2.一個(gè)隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其包括(a)用于從天文事件探測(cè)信號(hào)的裝置；(b)用于從所述信號(hào)計(jì)算隨機(jī)數(shù)的裝置；(c)用于存儲(chǔ)所述隨機(jī)數(shù)的裝置；以及(d)用于向接收裝置分配所述隨機(jī)數(shù)的裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其中所述天文事件包括宇宙射線事件、太陽風(fēng)事件或太陽耀斑事件。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其中用于探測(cè)信號(hào)的所述裝置是一個(gè)適用于在太空運(yùn)行的電磁信號(hào)探測(cè)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其中用于計(jì)算所述隨機(jī)數(shù)的所述裝置包括一個(gè)在軟件控制下使用數(shù)學(xué)規(guī)則處理所述信號(hào)的處理器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其中所述數(shù)學(xué)規(guī)則包括對(duì)代表來自所述信號(hào)的數(shù)據(jù)的脈沖進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算。
7.一種生成隨機(jī)數(shù)據(jù)的方法，其包括(a)通過探測(cè)來自天文事件的信號(hào)采集熵；(b)使用數(shù)學(xué)規(guī)則從所述信號(hào)生成隨機(jī)數(shù)據(jù)；(c)存儲(chǔ)所述隨機(jī)數(shù)據(jù)；(d)對(duì)所述隨機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字無偏；以及(e)從所述無偏的隨機(jī)數(shù)據(jù)產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)據(jù)池并存儲(chǔ)。
8.一種生成隨機(jī)數(shù)的方法，其包括(a)通過探測(cè)來自天文事件的信號(hào)采集熵；(b)存儲(chǔ)所述信號(hào)；(c)使用數(shù)學(xué)規(guī)則從所述信號(hào)生成隨機(jī)數(shù)；(d)存儲(chǔ)所述隨機(jī)數(shù)；(e)對(duì)所述隨機(jī)數(shù)進(jìn)行數(shù)字無偏；(f)從所述無偏的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)池并存儲(chǔ)；以及(g)向用戶分配來自所述隨機(jī)數(shù)池的數(shù)字。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中步驟(c)所述的數(shù)學(xué)規(guī)則包括(a)存儲(chǔ)從一個(gè)探測(cè)器接收的一系列脈沖，每個(gè)脈沖代表在一段時(shí)間內(nèi)接收的來自所述探測(cè)器的原始數(shù)據(jù)，所述脈沖的數(shù)量在統(tǒng)計(jì)上是有效的；以及(b)對(duì)每個(gè)脈沖進(jìn)行如下的統(tǒng)計(jì)偏差計(jì)算(1)當(dāng)所述脈沖等于或大于一個(gè)正標(biāo)準(zhǔn)差時(shí)，認(rèn)為其為“1”；(2)當(dāng)所述脈沖等于或大于一個(gè)負(fù)標(biāo)準(zhǔn)差時(shí)，認(rèn)為其為“0”；以及(3)當(dāng)所述脈沖在一個(gè)負(fù)標(biāo)準(zhǔn)差和一個(gè)正標(biāo)準(zhǔn)差之間時(shí)，認(rèn)為其為無效。
10.一種通過向從天文事件生成的純隨機(jī)數(shù)提供訪問來改善機(jī)遇游戲的隨機(jī)性的方法，其包括(a)探測(cè)來自天文事件的信號(hào)；(b)使用數(shù)學(xué)規(guī)則從所述信號(hào)生成隨機(jī)數(shù)；(c)存儲(chǔ)所述隨機(jī)數(shù)；(d)處理所述隨機(jī)數(shù)以消除偏差；以及(e)向機(jī)遇游戲的經(jīng)營(yíng)者分配所述處理過的隨機(jī)數(shù)。
11.一種生成隨機(jī)數(shù)據(jù)的方法，其包括(a)使用位于太空中的專用傳感器探測(cè)來自太空現(xiàn)象的信號(hào)；(b)將所述信號(hào)傳輸?shù)降厍蛏系囊粋€(gè)基站；(c)存儲(chǔ)所述信號(hào)；(d)將處理程序應(yīng)用于所述信號(hào)以生成隨機(jī)數(shù)據(jù)；以及(e)將所述隨機(jī)數(shù)據(jù)傳輸給一個(gè)或多個(gè)最終用戶。
12.一種生成隨機(jī)數(shù)據(jù)的方法，其包括(a)使用位于地球的專用傳感器接收來自太空現(xiàn)象的信號(hào)；(b)將所述信號(hào)傳輸?shù)交荆?c)存儲(chǔ)所述信號(hào)；(d)將處理程序應(yīng)用于所述信號(hào)以生成隨機(jī)數(shù)據(jù)；以及(e)將所述隨機(jī)數(shù)據(jù)傳輸給一個(gè)或多個(gè)最終用戶。
13.一種生成隨機(jī)數(shù)據(jù)的方法，其包括(a)在一個(gè)現(xiàn)存的基于地球的采集設(shè)施處接收來自太空現(xiàn)象的信號(hào)；(b)將所述信號(hào)傳輸?shù)揭粋€(gè)基站；(c)存儲(chǔ)所述信號(hào)；(d)將處理程序應(yīng)用于所述信號(hào)以生成隨機(jī)數(shù)據(jù)；以及(e)將所述隨機(jī)數(shù)據(jù)傳輸給一個(gè)或多個(gè)最終用戶。
14.一種生成隨機(jī)數(shù)據(jù)的方法，其包括(a)探測(cè)來自受太空現(xiàn)象影響的事件的信號(hào)；(b)將所述信號(hào)傳輸?shù)揭粋€(gè)基站；(c)在基站存儲(chǔ)所述信號(hào)；(d)將處理程序應(yīng)用于所述信號(hào)以生成隨機(jī)數(shù)據(jù)；以及(e)將所述隨機(jī)數(shù)據(jù)傳輸給一個(gè)或多個(gè)最終用戶。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述事件包括海洋波浪或云的移動(dòng)，以及所述太空現(xiàn)象包括重力或太陽輻射影響。
16.一種生成周期性的隨機(jī)數(shù)流的方法，其包括(a)探測(cè)來自外星源的信號(hào)用作種子；(b)將所述種子傳輸?shù)揭粋€(gè)基站；(c)存儲(chǔ)所述種子；(d)將算法計(jì)算應(yīng)用于所述種子以生成隨機(jī)數(shù)；以及(e)將所述隨機(jī)數(shù)傳輸給一個(gè)或多個(gè)最終用戶。
17.一種生成連續(xù)性的隨機(jī)數(shù)流的方法，其包括(a)探測(cè)來自外星事件的信號(hào)；(b)將所述信號(hào)連續(xù)地傳輸?shù)揭粋€(gè)基站；(c)從所述信號(hào)生成連續(xù)的隨機(jī)數(shù)流；以及(d)將所述隨機(jī)數(shù)連續(xù)地傳輸給一個(gè)或多個(gè)最終用戶。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種從例如宇宙輻射或太陽事件的天文事件生成純隨機(jī)數(shù)的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明包括一個(gè)探測(cè)器(110)、一個(gè)邏輯電路(120)、存儲(chǔ)器(125)、電源(140)和一個(gè)通信裝置(130)。探測(cè)器可以是例如一個(gè)太陽風(fēng)粒子探測(cè)器、一個(gè)α射線探測(cè)器、一個(gè)γ射線探測(cè)器，等等。存儲(chǔ)器存儲(chǔ)來自探測(cè)器的數(shù)據(jù)。通信裝置傳輸該數(shù)據(jù)。另外，邏輯電路把預(yù)定的數(shù)學(xué)規(guī)則應(yīng)用于收集的數(shù)據(jù)以生成適用于機(jī)遇游戲、星座占卜、占星術(shù)、聲音或光顯示、或其他活動(dòng)的純隨機(jī)數(shù)。此外，邏輯電路可以在將數(shù)字傳輸?shù)浇邮昭b置之前，對(duì)這些隨機(jī)數(shù)加密。
文檔編號(hào)G06F7/58GK1856760SQ200480014314
公開日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2004年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月21日
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