تولیدکننده شماره تصادفی سخت‌افزار
پدیده‌های جسمی با خصوصیات تصادفی > خواص تصادفی کلاسیک

دو منبع اساسی عملی وجود دارد مکانیک کوانتومی تصادفی فیزیکی: مکانیک کوانتومی در اتمی یا زیر اتمی سطح و نویز حرارتی (که برخی از آنها است مکانیک کوانتومی در اصل). مکانیک کوانتومی پیش‌بینی می‌کند که برخی پدیده‌های فیزیکی، مانند پوسیدگی هسته ای اتم‌ها، اساساً تصادفی و در اصل نمی‌توانند پیش‌بینی شوند (برای بحث در مورد بررسی تجربی عدم پیش‌بینی پذیری کوانتومی، به آزمایش‌های تست بل مراجعه کنید). و از آنجا که جهان در دمای بالاتر از صفر مطلق وجود دارد، هر سیستم تغییراتی تصادفی در حالت خود دارد. به عنوان مثال، مولکولهای گازهایی که هوا را تشکیل می‌دهند دائماً به صورت تصادفی در حال پرش از یکدیگر هستند (مکانیک آماری را ببینید .) این تصادفی یک پدیده کوانتومی نیز هست (به فونون مراجعه کنید).
از آنجا که نتیجه حوادث کوانتومی مکانیکی حتی در اصل قابل پیش‌بینی نیست، آنها " استاندارد طلا " برای تولید عدد تصادفی هستند. برخی از پدیده‌های کوانتومی مورد استفاده برای تولید عدد تصادفی عبارتند از:
سر و صدای شات، منبع نویز مکانیکی کوانتومی در مدارهای الکترونیکی. یک مثال ساده لامپ است که بر روی یک الکترودودی می‌درخشد. با توجه به اصل عدم قطعیت، فوتون‌های وارد شده باعث ایجاد نویز در مدار می‌شوند. جمع‌آوری نویز برای استفاده برخی از مشکلات را ایجاد می‌کند، اما این یک منبع صوتی تصادفی مخصوصاً ساده است. با این حال، انرژی سر و صدا شات همیشه به خوبی در سراسر پهنای باند مورد علاقه توزیع نمی‌شود. دیودهای گازی و لوله‌های الکترونی تایترون در یک میدان مغناطیسی متقابل می‌توانند انرژی سر و صدای قابل توجهی تولید کنند (۱۰ ولت یا بیشتر در بارهای امپدانس بالا) اما توزیع انرژی بسیار اوج دارند و برای دستیابی به صافی در طیف گسترده‌ای نیاز به فیلتر دقیق دارند.
یک منبع تابش پوسیدگی هسته ای، توسط یک پیشخوان Geiger متصل به یک کامپیوتر شناسایی شده‌است.
فوتون‌هایی که از طریق یک آینه نیمه شفاف مسافرت می‌کنند. وقایع متقابل منحصر به فرد (بازتاب / انتقال) به ترتیب با مقادیر بیت «۰» یا «۱» مرتبط هستند.
تقویت سیگنال تولید شده بر اساس ترانزیستور مغرضانه. فرستنده با الکترون اشباع شده و گهگاهی از طریق شکاف باند تونل می‌شود و از طریق پایه خارج می‌شود. سپس این سیگنال از طریق چند ترانزیستور دیگر تقویت می‌شود و نتیجه در ماشه اشمیت قرار می‌گیرد.
تبدیل پارامتری خود به خودی منجر به انتخاب حالت فاز باینری در یک نوسانگر پارامتری نوری انحطاط.
نوسانات انرژی خلاء از طریق تشخیص همودین اندازه‌گیری می‌شود.
تشخیص پدیده‌های حرارتی آسان‌تر است. آنها با کاهش دمای سیستم تا حدودی در معرض حمله قرار می‌گیرند، اگرچه بیشتر سیستم‌ها در دماهای کم به اندازه کافی متوقف می‌شوند تا نویز را با یک عامل دو کاهش دهند (به عنوان مثال، ۱۵۰ پوند). برخی از پدیده‌های حرارتی مورد استفاده عبارتند از:
نویز حرارتی از یک مقاومت، تقویت شده برای تهیه منبع ولتاژ تصادفی.
سر و صدای بهمن حاصل از یک دیود بهمن یا صدای شکستن ذنر از یک دیود ذنر مغرضانه.
سر و صدای جوی، توسط یک گیرنده رادیویی متصل به رایانه شخصی (اگرچه بسیاری از آن، مانند سر و صدا رعد و برق، به‌طور صحیح سر و صدای حرارتی نیستند، اما به احتمال زیاد یک پدیده آشوب آور است).
در صورت عدم وجود اثرات کوانتومی یا سر و صدای حرارتی، می‌توان از پدیده‌های دیگری که تصادفی هستند، استفاده کرد، اگرچه به روش‌هایی که به راحتی توسط قوانین فیزیک مشخص نمی‌شوند، قابل استفاده هستند. وقتی که چند این منابع با دقت در ترکیب (مانند، به عنوان مثال، الگوریتم بومادران یا فورتونا CSPRNGs)، آنتروپی به اندازه کافی می‌تواند برای ایجاد کلیدهای رمزنگاری و جمع‌آوری nonces در نرخ محدود شده‌است، چند به‌طور کلی. مزیت این است که در اصل، این رویکرد به سخت‌افزار خاصی احتیاج ندارد. نقطه ضعف این است که یک مهاجم با دانش کافی می‌تواند به‌طور ناگهانی نرم‌افزار یا ورودی‌های آن را تغییر دهد، بنابراین تصادفی خروجی، از نظر قابل ملاحظه ای را کاهش می‌دهد. منبع اصلی تصادفی که به‌طور معمول در چنین رویکردهایی مورد استفاده قرار می‌گیرد، زمان‌بندی دقیق وقفه‌های ناشی از دستگاه‌های ورودی / خروجی مکانیکی مانند صفحه کلید و درایو دیسک، شمارنده اطلاعات مختلف سیستم و غیره است.
این رویکرد آخر باید با دقت اجرا شود و در صورت نبود ممکن است مورد حمله قرار گیرد. به عنوان مثال، امنیت روبرو ژنراتور در هسته ۲٫۶٫۱۰ هسته لینوکس می‌تواند با ۲ پیچیدگی زمانی 64 یا 2 96 شکسته شود.