偽隨機(jī)數(shù)，程序員哪個不知，哪個不曉。在linux下，設(shè)置好隨機(jī)種子，然后調(diào)用rand()函數(shù)，但你真的知道了解它嗎？其實(shí)你錯了，這個"偽"確實(shí)夠偽的，騙了很多人，不信，看如下代碼：
1 2 3 4 5 6 7 | #include <stdio.h>#include <stdlib.h>int main(void) { srand(100); printf("%d\n",rand()); return EXIT_SUCCESS;} |
你把代碼運(yùn)行10遍，發(fā)現(xiàn)啥了？咦，怎么每次的結(jié)果都一樣啊，這樣別人如果知道種子(100)了，就知道結(jié)果了，這樣的結(jié)果配叫隨機(jī)數(shù)啊。常用的方法就是種子用時間來計(jì)算，但安全性不高，你我都知道你會用時間做種子算法，那還安全啊，我每次打游戲老怪就老蹲在一個地方打，反正你是"隨機(jī)坐標(biāo)"出來的怪獸嘛！顯然問題相當(dāng)嚴(yán)重了，那咋辦？
最簡單的辦法：種子也用隨機(jī)數(shù)來表示。這，我不說你都知道問題了，本來就是求隨機(jī)數(shù)都沒出來，你還整個隨機(jī)種子，表妹知道肯定說打死我。哎，好在linux給我們提供了“真正的”隨機(jī)數(shù)，在內(nèi)核中，linux會維護(hù)一些偶然出現(xiàn)的數(shù)據(jù)，并且為用戶提供訪問接口。之所以稱之為真正的隨機(jī)數(shù)，是因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)來源于計(jì)算機(jī)本身的偶然操作，比如硬盤操作、鍵盤和鼠標(biāo)的操作，等等。這些操作比起那些通過固定算法生成的偽隨機(jī)數(shù)來說，當(dāng)然是更真實(shí)一些了，它被叫做“熵”。內(nèi)核提供的接口是/dev/random和/dev/urandom設(shè)備，二者的區(qū)別是讀取時random肯定會返回一個數(shù)，如果沒有足夠的數(shù)據(jù)，就會阻塞。而urandom則不會阻塞，但是不保證返回的是合適的數(shù)據(jù)。下面就針對這兩個接口來看看真正的隨機(jī)數(shù)是怎么產(chǎn)生的：
一，使用/dev/random接口，代碼如下：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 | #include <stdio.h>#include <sys/time.h>#include <fcntl.h>unsigned int new_rand (){ int fd; unsigned int n = 0; fd = open ("/dev/random", O_RDONLY); if (fd > 0) { read (fd,&n,sizeof (n)); } close (fd); return n;}int main (){ int n, i; //init_random (); srand(new_rand()); n = rand (); printf ("n=%d ",rand()); return 0;} |
這一種方法夠簡單明了，通過讀取linux中真正的偽隨機(jī)接口/dev/random來真正的隨機(jī)產(chǎn)生種子，種子都隨機(jī)了，結(jié)果還不隨機(jī)啊。但問題明顯，我剛說了，讀取時random肯定會返回一個數(shù)，如果沒有足夠的數(shù)據(jù)，就會阻塞。這個阻塞有時是會帶來安全問題的。
二，使用/dev/urandom接口，代碼如下：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 | #include <stdio.h>#include <sys/time.h>#include <fcntl.h>void init_random (){ unsigned int ticks; struct timeval tv; int fd; gettimeofday (&tv, NULL); ticks = tv.tv_sec + tv.tv_usec; fd = open ("/dev/urandom", O_RDONLY); if (fd > 0) { unsigned int r; int i; for (i = 0; i < 512; i++) { read (fd, &r, sizeof (r)); ticks += r; } close (fd); } srand (ticks);}int main (){ int n, i; init_random (); n = rand (); printf ("n=%d ", n); return 0;} |
這個方法相比較第一種而言，很明顯獲取隨機(jī)種子時麻煩一些，表現(xiàn)在居然循環(huán)了512次，遮掩做主要是因?yàn)閯傉f過讀取/dev/urandom設(shè)備會立即返回，但并不保證會得到合適的數(shù)，所以多做幾次，保證能獲得需要的數(shù)。
