Инструмент случайного выбора

Случайный выборщик выбирает один элемент из списка без ручного решения человека. Он полезен для вызова учеников, порядка выступлений на встрече, небольших розыгрышей, распределения задач, выбора обеда, командных разминок и ситуаций, где видимый нейтральный выбор уменьшает предвзятость. Эта страница работает со списком по строкам, может показывать анимацию выбора, хранить локальную историю и исключать повторы, удаляя выбранные элементы из оставшегося пула. Случайность помогает статистической справедливости, но не проверяет личности, не удаляет автоматически дубликаты имен и не дает аудиторских доказательств. Для официальных розыгрышей, проверки права участия и выдачи призов нужен процесс с записями и правилами.

Инструмент случайного выбора основан на Web Crypto API (W3C, WHATWG), а именно на crypto.getRandomValues(typedArray) — единственном криптографически стойком источнике случайных чисел, доступном в браузерах. На низком уровне браузер обращается к CSPRNG операционной системы: CryptGenRandom на Windows (AES-256 в режиме CTR-DRBG начиная с Windows 10), getrandom(2) на Linux (читает из того же пула на основе ChaCha20, который питает /dev/urandom ядра), SecRandomCopyBytes на macOS и эквиваленты на iOS, Android и BSD. Выходные данные пригодны для генерации ключей, одноразовых номеров, солей, IV и любых мест, где предсказуемость создала бы проблему безопасности. Различие с «криптографическим» качеством важно. Math.random() в V8 использует xorshift128+ (быстрый алгоритм с низкой энтропией) и возвращает 64-битное число с плавающей точкой в [0, 1); злоумышленник, наблюдающий несколько выходов, может теоретически восстановить 128-битное состояние и предсказать каждое будущее значение. То же самое верно для SpiderMonkey и JavaScriptCore. Это делает Math.random() непригодным для любого использования, где результат должен быть неугадываемым — справедливый выбор победителя, токен, одноразовый пароль, сделка в карточной игре, выборка для аудита. crypto.getRandomValues(typedArray) — единственный выбор для таких задач. Отображение равномерных 32-битных целых чисел в равномерный индекс в [0, N) без смещения по модулю — второй инженерный момент, отличающий корректное решение от ошибочного. Наивный подход idx = randomUint32 % N неверен: если N не делит 2³², первые 2³² mod N значений несколько более вероятны. Корректный алгоритм — отбраковка: вычислить limit = 2³² - (2³² mod N); сгенерировать 32-битное значение r; если r >= limit, перегенерировать; иначе вернуть r % N. Смещение падает с O(N / 2³²) до нуля. Для N = 2 или N — степени двойки взятие по модулю точно, но отбраковка — безопасный вариант по умолчанию и в среднем требует не более одной перегенерации (и всегда завершается). Выборщик хранит результаты в localStorage с версионированным ключом, поэтому сессия переживает перезагрузку страницы, а пользователь может просматривать историю розыгрышей. История не зашифрована и не подписана — она локальная, нечувствительная и легко очищается. Для режима без повторов алгоритм выполняет выбор без возвращения с помощью частичного тасования Фишера-Йетса: на шаге k из N элемент k меняется местами с равномерно выбранным элементом из [k, N), после чего элемент k фиксируется как выбранный. Это O(N) по времени, O(1) дополнительной памяти, и каждая перестановка имеет равную вероятность, что является правильной комбинаторной гарантией. (Наивный «выбрать N раз, отбрасывая повторы» тоже корректен, но O(N²) и может застрять на длинных сессиях.) Для взвешенного выбора (каждый вариант имеет свою вероятность) стандартный алгоритм — обратное CDF-выборка с массивом префиксных сумм: построить префиксную сумму весов, сгенерировать равномерное вещественное число в [0, total) и бинарным поиском найти наименьший i, для которого prefix[i] >= u. Это O(log N) на выборку, а префиксная сумма строится один раз при изменении. Метод алиасов (Уокера-Воуза) даёт O(1) на выборку ценой O(N) настройки, что целесообразно только при большом N и фиксированном распределении.

• Источник случайности: crypto.getRandomValues(typedArray) — единственный криптографически стойкий ГСЧ в браузерах, основанный на CSPRNG операционной системы (AES-256 CTR-DRBG на Windows 10+, ChaCha20 на Linux/macOS/iOS/Android).
• Math.random() — это xorshift128+ в V8 (и варианты в других движках): быстрый, но предсказуемый. Никогда не используйте его для справедливого выбора, токенов, OTP или выборок для аудита — только для визуального шума, анимаций или несвязанных с безопасностью задач.
• Неискажённое отображение индекса: отбраковка, а не взятие по модулю. Вычислить limit = 2³² - (2³² mod N); если случайный uint32 >= limit, перегенерировать; иначе вернуть r % N. Избегает классического «смещения по модулю», когда индексы с коротким диапазоном выпадают чаще.
• Выбор без повторов использует частичное тасование Фишера-Йетса за O(N) времени, O(1) памяти: на шаге k меняет местами элемент k с равномерным элементом из [k, N), затем фиксирует k. Каждая перестановка равновероятна.
• Взвешенный выбор использует обратное CDF-выборку: строит префиксную сумму весов один раз, генерирует равномерное вещественное число в [0, total), бинарным поиском находит наименьший prefix[i] >= u. O(log N) на выборку.
• История розыгрышей сохраняется в localStorage с версионированным ключом, поэтому сессия переживает перезагрузку страницы. История хранится только локально и не является конфиденциальной — очистите её из интерфейса по завершении.
• Фишер-Йетс vs «выбрать N раз с отбраковкой»: оба корректны по распределению, но Фишер-Йетс — O(N) суммарно и O(1) по памяти, тогда как наивная отбраковка — O(N²) в худшем случае (много повторов в конце длинного списка).
• Диапазон и типы выходных данных: getRandomValues принимает Int8Array, Uint8Array, Int16Array, Uint16Array, Int32Array, Uint32Array, BigInt64Array, BigUint64Array — страница всегда использует Uint32Array для этапа отображения индекса.