使用 DateTime Tick 计数生成 Nonce

Question

在我们的网络应用程序中，我们使用外部服务来实现特定功能。要请求该外部服务，我们必须在请求标头中添加一个 key，它是一个整数，并且对我的所有请求都是唯一的，技术上称为 nonce

我使用了随机数生成

var nonce = (long) DateTime.UtcNow.Subtract(new DateTime(1970, 1, 1)).Ticks*100 + random.Next(100);

现在，在 100 个并发请求中，密钥被复制。密钥是如何复制的？

我不能使用 GUID，因为我需要不断增加整数值。

Answer 1

如果您有真正的并发请求，那么DateTime.UtcNow.Subtract(new DateTime(1970, 1, 1)).Ticks * 100 是这些请求的常量。那么你只剩下random.Next(100) 了，那么就不会发生碰撞了。一个简单（但不理想）的选择是简单地做random.Next()。

一个更好的主意是：

[ThreadStatic]
private static Random __random = new Random();
private static int shift = 32;
private static long counter = 0L;

public long GenerateNextNonce()
{
    var major = ++counter << shift;
    var minor = (DateTime.UtcNow.Ticks ^ __random.Next()) & (1L << shift - 1);
    return major + minor;
}

++counter 确保您有一个不断增加的数字序列 - 仅此一项就足以产生随机数，但它具有高度可预测性，因此很容易被黑客攻击。

计算DateTime.UtcNow.Ticks ^ __random.Next() 确保了一个相当随机的数字，它不完全依赖于Random 的实现，因此它确保了这个数字非常不可预测，但不一定会增加。 p>

使用shift 值可确保counter 值转移到数字的“高端”或主要部分。调用 (DateTime.UtcNow.Ticks ^ __random.Next()) & (1L << shift - 1) 会截断 nonce 随机部分的高端位，确保次要值不与主要编号共享任何位。

我以32 的shift 值运行此程序，并产生了100_000_000 值，并且只用尽了不到5% 的可用数字，朝向long.MaxValue。只要你生产的随机数少于 20 亿，你就应该是好的。如果您想要更多，请减少 shift。

Answer 2

我猜这个问题是因为random.Next(100)。

根据documentation，random.Next 返回一个小于 100 的非负值。 在 100 个并发请求之后，此方法可能会返回相同的值。

正如上述 cmets 中所建议的，您应该选择 GUID，因为它们相同的可能性极低。

否则，如果您不想要 GUID，那么您可以尝试以下代码（取自 blog）。

它应该可以帮助您解决问题。

public static string GetNonce()
{
    // better to get unique random number if 
    // called mulitple times
    Random r = RandomProvider.GetThreadRandom(); 

    DateTime created = DateTime.Now;

    string nonce = Convert.ToBase64String(Encoding.ASCII.GetBytes(SHA1Encrypt(created + r.Next().ToString())));

    return nonce;
}

希望这会有所帮助。