使用 SecureRandom.hex 时出现重复的可能性有多大？答案

【问题标题】：What are the chances of getting a duplicate when using SecureRandom.hex?使用 SecureRandom.hex 时出现重复的可能性有多大？
【发布时间】：2018-11-07 09:46:04
【问题描述】：

我计划使用SecureRandom.hex 为我的用户生成 API 密钥。

到目前为止，这里是 3 次执行的输出：

Loading development environment (Rails 5.2.1)
2.3.5 :001 > SecureRandom.hex
 => "0369e9b7c6ffa07bd8d0a263f7b4cfa6" 
2.3.5 :002 > SecureRandom.hex
 => "1a8a168d7f70676451e3d59353e22693" 
2.3.5 :003 > SecureRandom.hex
 => "94cc188e9e5c3abfe587510fa79993ce"

我得到重复结果的可能性有多大？

我创建的这个方法真的会避免产生重复的内容吗？

def generate_string
  string = SecureRandom.hex

  generate_string if Model.where(:key => string).count > 0

  string
end

unique_string = generate_string

我正在使用递归，如果字符串已经存储在数据库中，它只会产生另一个。

而且，由于我没有得到重复，我可以用SecureRandom.hex 生成多少个字符串，然后才能用完组合来生成？

【问题讨论】：

标签： ruby-on-rails ruby algorithm combinations probability

【解决方案1】：

在您的示例中（使用默认长度为 32 的 SecureRandom.hex 时）有

16**32 = 340282366920938463463374607431768211456

可能有不同的十六进制值。这意味着1:340282366920938463463374607431768211456 有机会创建一个副本。这个机会非常低，恕我直言，过分担心它没有多大意义。

当您要将该键存储在数据库中时，我建议向该数据库列添加一个唯一索引，以确保 - 在数据库级别 - 不可能存储任何重复项。

此外，您询问您的示例代码是否足以避免重复。答案是否。由于概率低，这是高度理论化的，但您可能会遇到竞争条件，其中两个作业同时生成相同的键，检查数据库中没有这样的键并且两个作业存储相同值到表中。

tl;dr 重复的机会极低。只有数据库中 key 列上的唯一索引才能确保永远不会有任何重复（因为竞争条件或绕过此方法生成的键）。

【讨论】：

看生日悖论。可能值数量的平方根是对重复之前的预期样本数量的更好估计。这仍然不太可能，但不像您建议的那么不可能。

【解决方案2】：

由于它是一个以 16 为基数的数字系统，因此16 ** SecureRandom.hex.length 可能的变化非常多。

如果您不想在用户数量增加时溢出堆栈，最好使用带有退出条件的循环。

MAX_ATTEMPTS = 3 # For you to choose.

def key
  MAX_ATTEMPTS.times do
    hex = SecureRandom.hex
    return hex unless Model.where(key: hex).exists?
  end

  fail 'No attempts to generate a key left.'
end

【讨论】：

【解决方案3】：

在您的设置中，键的长度似乎是 32。

在三个执行中没有得到重复的机会是：
```
((16**32 - 1)/16**32) * ((16**32 - 2)/16**32)
```
因此，在三个执行中某处获得（至少一对）重复的机会是：
```
1 - ((16**32 - 1)/16**32) * ((16**32 - 2)/16**32)
= 8.8162076e-39
```
有：
```
16**32 = 3.4028237e+38
```
不同的字符串。
您的方法可以在按预期工作时避免重复，但它也极有可能陷入永久状态并且永不终止。

【讨论】：