Que Signifie Vraiment RNG : Générateur de Nombres Aléatoires ou Résultat Pas Vraiment Aléatoire, Après Tout ?

Au cours de notre périple sans fin à travers les aléas et les choix qui régissent l'univers des jeux d'argent en ligne, nous nous heurtons parfois à des questions simples aux réponses complexes. L'une de ces questions, sans doute la plus fréquente dans le secteur des jeux d'argent en ligne, est en réalité très simple : le générateur de nombres aléatoires (RNG) est-il vraiment aléatoire ?

Pour faire court : non, pas tout à fait, même si c'est peut-être ce qui s'en rapproche le plus.

Comme ce n'est pas vraiment une réponse (mais c'est la seule honnête, étayée par la science), pour vraiment comprendre tous les « pourquoi », les « comment » et les « quoi » des générateurs aléatoires — ce que nous avons l'intention de faire ici de la manière la plus simple possible —, il faut prendre un peu de recul.

Tout d'abord, il faut comprendre ce qu'est le hasard.

Selon le dictionnaire Merriam-Webster, il s'agit d'un événement fortuit qui se produit « sans but, direction, règle ou méthode précis », et qui est dépourvu de « plan, objectif ou schéma » spécifique.

Selon cette définition, le véritable hasard, qui donne lieu à des séquences imprévisibles, intègres et fiables, dépourvues de toute régularité, n'existe que dans la nature. On ne le trouve nulle part ailleurs.

Pour obtenir un tel hasard dans un générateur de nombres aléatoires (RNG) créé artificiellement, il faudrait recourir à des phénomènes quantiques purement fortuits, les enregistrer, puis introduire ces données dans un ordinateur qui, à son tour, produirait un RNG véritablement aléatoire.

Le plus souvent, cela n'est pas tout à fait possible (mais nous y reviendrons plus tard).

Ainsi…

…selon le critère de définition, qui est également utilisé dans les travaux scientifiques, aucun générateur de nombres aléatoires (RNG) n'est aléatoire dans le domaine des jeux d'argent en ligne, ni nulle part ailleurs d'ailleurs.

Pour pallier ce problème, l'ingénierie informatique recourt à deux méthodes de programmation d'émulation — quasi-aléatoire et pseudo-aléatoire — ainsi qu'à une solution matérielle. Pour l'instant, c'est ce qui se rapproche le plus du caractère aléatoire dans la génération de nombres aléatoires.

Alors, de quoi s'agit-il ?

Approche Quasi-aléatoire

Lorsqu'un programmeur informatique tente de créer un RNG, il utilise généralement des algorithmes classiques pour y parvenir. En d'autres termes, l'ingénieur se base sur un ensemble d'instructions logiques pouvant être transmises à un ordinateur, qui génère alors un RNG quasi-aléatoire en essayant d'imiter le véritable hasard.

Le problème avec cette approche est que les résultats suivent une tendance, car les machines sont régies par leur programmation.

Le Dr John von Neumann (1903-1957), considéré comme « le dernier représentant des grands mathématiciens » et qui a également travaillé sur le projet Manhattan, a donné en 1951 une explication célèbre du hasard en mathématiques : « Quiconque envisage des méthodes arithmétiques pour produire des chiffres aléatoires se trouve, bien sûr, en état de péché. »

Certes, il peut être difficile de repérer la tendance, mais les chiffres générés par des générateurs de nombres quasi-aléatoires ne sont pas véritablement aléatoires. Ils ne font qu'en donner l'impression.

En mesurant et en analysant les résultats de ce caractère quasi-aléatoire sur le long terme — c'est-à-dire après des centaines de milliers, voire des millions de répétitions, qu'il s'agisse de lancers ou de coups —, le schéma de programmation finit par se révéler.

En effet, qu'il s'agisse du craps, de la roulette ou du backgammon, le caractère quasi-aléatoire du RNG peut être remarqué après des années d'observation. Les joueurs les plus chevronnés l'exploitent parfois, tout comme le font certains casinos en ligne, ce qui leur confère un avantage.

Heureusement, les plateformes en ligne qui recourent à cette méthode sont rares de nos jours. Il s'agit généralement d'opérateurs peu sérieux, souvent basés dans des juridictions en ligne peu transparentes, c'est-à-dire des débutants ou des personnes cherchant à faire un coup rapide avant de disparaître.

Approche Pseudo-aléatoire

Avec l'avènement de la programmation informatique, une méthode statistiquement indépendante permettant de reproduire un véritable caractère aléatoire s'est imposée comme la norme en matière de RNG dans les jeux interactifs actuels : la méthode pseudo-aléatoire.

Le Dr Steve Ward, professeur d'informatique et d'ingénierie au MIT, apporte un éclairage sur le caractère pseudo-aléatoire et l'ingénierie logicielle :

« Il y a une chose pour laquelle les systèmes informatiques traditionnels ne sont pas doués : le lancer de pièce. Ils sont déterministes, ce qui signifie que si vous posez la même question, vous obtiendrez la même réponse à chaque fois. En fait, ces machines sont spécifiquement et minutieusement programmées pour éliminer tout caractère aléatoire dans les résultats. Pour ce faire, elles suivent des règles et s’appuient sur des algorithmes lors de leurs calculs. Sur une machine entièrement déterministe, il est impossible de générer ce que l'on pourrait réellement appeler une séquence aléatoire de nombres, car la machine suit toujours le même algorithme pour les générer. En général, cela signifie qu'elle part d'un nombre « de graine» commun, puis suit un schéma. C'est ce que l'on appelle des nombres « pseudo-aléatoires ». »

Pour la plupart des applications pratiques, cependant, cette approche est largement suffisante.

On peut échantillonner d'énormes quantités de données, faire fonctionner un lecteur CD ou organiser une loterie en ayant l'assurance d'un caractère aléatoire total, car « le degré de hasard n'offre aucun avantage quantitatif ».

Cependant…

… cela ne correspond toujours pas, par définition, à un véritable hasard.

Par conséquent, en matière de jeux d'argent — pour revenir à la question posée au début —, même le RNG pseudo-aléatoire n'est pas véritablement aléatoire.

De plus, comme le souligne également le Dr Ward, « si vous vous rendez sur un site de poker en ligne, par exemple, et que vous connaissez l'algorithme et la graine, vous pouvez écrire un programme capable de prédire les cartes qui vont être distribuées ».

Les joueurs d'e-sport les plus passionnés de MMOG (jeux en ligne massivement multijoueurs) en sont parfaitement conscients et s'efforcent de maîtriser ces schémas pseudo-aléatoires afin de s'assurer les meilleurs équipements ou butins au moment opportun. Le sujet du pseudo-aléatoire est d'ailleurs très souvent abordé sur leurs forums en ligne.

Alors, le véritable hasard est-il une chimère ?

RNG Matériels

Pas tout à fait. Le seul générateur de nombres aléatoires totalement imprévisible est un dispositif matériel qui produit des nombres à partir de processus physiques — des changements qui affectent la forme d'une substance chimique sans en modifier la composition — plutôt qu'à partir d'un algorithme logiciel.

Ces dispositifs s'appuient sur des phénomènes microscopiques qui génèrent des signaux statistiquement aléatoires, tels que le bruit thermique (agitation des électrons à l'intérieur d'un conducteur électrique, qui se produit indépendamment de la tension appliquée et est présent dans tout circuit électrique), l'effet photoélectrique (émission d'électrons lorsqu'un matériau est frappé par la lumière, ce qui génère à son tour des photoélectrons) ou tout autre phénomène quantique (comme la superfluidité, la supraconductivité ou l'effet Hall quantique).

En d'autres termes, les générateurs de nombres aléatoires matériels s'appuient sur le caractère aléatoire présent dans la nature.

Cette méthode est aujourd'hui utilisée dans le chiffrement des données pour créer des clés cryptographiques ou dans les protocoles de sécurité (TLS/SSL, entre autres), car ces dispositifs génèrent des séquences qui sont, du moins en théorie, imprévisibles et plus résistantes à la cryptanalyse.

Comme le souligne le Dr Wards, l'utilisation de générateurs de nombres aléatoires matériels (RNG) rend impossible la rétro-ingénierie d'un algorithme de poker, car ceux-ci s'appuient sur des processus imprévisibles plutôt que sur des schémas définis par l'homme.

Bien sûr, comme il le fait également remarquer, « les résultats peuvent tout de même présenter un léger biais en faveur des nombres élevés ou des nombres pairs, mais [au moins] ils ne sont pas générés par un algorithme déterministe ».

Pourquoi ce biais ?

Parce que les générateurs de nombres aléatoires matériels ne peuvent produire qu'un nombre limité de données aléatoires par seconde. Pour augmenter le débit, ces dispositifs ne servent qu'à créer la « graine » — un nombre utilisé pour initialiser le processus pseudo-aléatoire —, puis le logiciel prend le relais et génère l'ensemble de la séquence.

Quoi qu'il en soit, seuls des processus ainsi conçus peuvent garantir que le résultat de la roulette sera le plus aléatoire possible.

Un Niveau Supplémentaire pas si Aléatoire Que Ça

Ainsi, en fin de compte, la réponse à cette question simple posée au début doit être « non », même si elle peut parfois être « oui ».

En ce qui concerne le caractère aléatoire fondamental, aucun RNG créé par l'homme ne peut être véritablement aléatoire, d'où ce « non » évident. Il est tout simplement impossible de générer des nombres véritablement aléatoires par quelque méthode arithmétique que ce soit.

Les membres les plus passionnés de notre communauté pourront approfondir le sujet en parcourant l'étude de 62 pages réalisée par les laboratoires de recherche IBM de Haïfa sur tous les types d'aléatoire, qui explique que même le nombre π (3,14) est sujet à des régularités.

Mais…

…pour ce qui est de se rapprocher le plus possible de la véritable imprévisibilité, seuls les RNG éprouvés et certifiés peuvent au moins donner une idée de l'aléatoire, c'est pourquoi la réponse est aussi « oui ».

Dans le secteur des jeux d'argent en ligne, ce dernier aspect revêt une importance capitale.

Tous les générateurs de nombres aléatoires (RNG) sont conçus avec une certaine garantie que les joueurs gagneront, ce qui est l'essence même du taux de retour au joueur (RTP). Le problème potentiel, bien sûr, est que personne ne sait quel algorithme, et encore moins quel dispositif, les casinos utilisent pour créer ces RNG.

Et c'est là que chacun d'entre nous entre en jeu.

C'est à nous de choisir des casinos en ligne certifiés qui effectuent régulièrement des tests de leur RNG, vérifient l'intégrité de leurs logiciels et procèdent à des audits d'équité des jeux — ce que font les meilleurs opérateurs interactifs. Outre le fait d'être bien informé, c'est le seul moyen de limiter, ne serait-ce qu'un peu, le manque d'aléatoire.

C'est d'ailleurs la seule chose qu'un joueur prudent et responsable puisse faire, outre choisir ses jeux avec discernement, mettre à profit ses compétences au mieux de ses capacités et respecter scrupuleusement les limites de son budget de jeu.

Une telle détermination ne doit pas être aléatoire, tout comme un RNG n'est en rien aléatoire.