توابع شبه تصادفی

در علم رمزنگاری، یک خانواده از توابع شبه تصادفی ( به انگلیسی: Pseudorandom function family ) که مختصراً با PRF نمایش می دهیم، مجموعه ای از توابع محاسبه پذیر کارا است، به طوری که هیچ الگوریتم کارایی ( که به صورت اراکلی به توابع دسترسی دارد ) نتواند با مزیت قابل توجهی، یک تابع ازاین خانواده را، از یک تابع تصادفی دلخواه تمایز دهد.
توابع شبه تصادفی نباید با مولدهای شبه تصادفی اشتباه گرفته شوند. یک مولد شبه تصادفی تابعی است که اگر ورودی آن تصادفی باشد، انتظار داریم خروجی اش تصادفی به نظر برسد؛ اما توابع شبه تصادفی خانواده ای از توابع است که اگر یک تابع از این خانواده انتخاب کنیم، باید یک تابع تصادفی به نظر برسد؛ یعنی تشخیص اینکه این تابع از همین خانواده انتخاب شده است، برای یک شخص ثالث سخت باشد.
توابع شبه تصادفی ابزارهای اساسی در ساختن اولیه های ( primitive ) رمزنگاری هستند.
توابع شبه تصادفی ابزاری سودمند برای رسیدن به امنیت متن اصلی انتخابی اند و می توان از آنها در احراز هویت و اصالت سنجی پیام استفاده نمود.
توابع شبه تصادفی بلوک های ساختمانی مهم و مفید در بسیاری از سیستم های رمزنگاری می باشند. یکی از دلایل مفید بودن توابع شبه تصادفی امکان تحلیل زیبا و سرراست سیستم هایی است که توابع شبه تصادفی در آن استفاده شده است، می باشد. برای اثبات امنیت یک سیستم، کافی است نشان دهیم در صورت امن نبودن، توابع شبه تصادفی در آن، نمی توانند شبه تصادفی باشند و چنین چیزی غیرممکن است.
از توابع شبه تصادفی می توان در ساختن مولدهای شبه تصادفی استفاده کرد؛ البته عکس این کار نیز امکان پذیر است.
یک کاربرد دیگر توابع شبه تصادفی، تولید جایگشت های شبه تصادفی است، که نمونه بارز آن شبکه فایستل است. ثابت شده است که اگر تعداد دورهای شبکه فایستل بیشتر از ۲ باشد و توابع استفاده شده شبه تصادفی باشند، شبکه فایستل یک جایگشت شبه تصادفی است.