如何在 PHP 中生成随机 64 位值作为十进制字符串答案

【问题标题】：How to generate random 64-bit value as decimal string in PHP如何在 PHP 中生成随机 64 位值作为十进制字符串
【发布时间】：2011-07-15 03:14:41
【问题描述】：

Oauth 需要一个随机的 64 位无符号数字，以十进制格式编码为 ASCII 字符串。你们能帮我用php实现这个吗？谢谢

【问题讨论】：

标签： php random oauth arbitrary-precision

【解决方案1】：

您可以使用两个 32 位数字、四个 16 位数字等。

PHP 有 rand() 和 mt_rand()，但标准没有指定它们提供多少随机位（尽管可以分别在 getrandmax() 和 mt_getrandmax() 的帮助下查询它们。）

因此，您的 ~~最安全~~ 最简单的选择是生成 64 个随机位并一一设置。

至于使用 64 位整数，我建议使用 GMP 库，因为它有很多功能可以帮助您。

您可以创建一个数字，在其上连续调用 64 gmp_setbit()s，然后使用 gmp_strval() 将其转换为字符串。

【讨论】：

【解决方案2】：

这是一个非常有趣的问题（如何在 PHP 中创建任意长度随机数的十进制表示，不使用可选扩展）。这是解决方案：

第一步：任意长度的随机数

// Counts how many bits are needed to represent $value
function count_bits($value) {
    for($count = 0; $value != 0; $value >>= 1) {
        ++$count;
    }
    return $count;
}

// Returns a base16 random string of at least $bits bits
// Actual bits returned will be a multiple of 4 (1 hex digit)
function random_bits($bits) {
    $result = '';
    $accumulated_bits = 0;
    $total_bits = count_bits(mt_getrandmax());
    $usable_bits = intval($total_bits / 8) * 8;

    while ($accumulated_bits < $bits) {
        $bits_to_add = min($total_bits - $usable_bits, $bits - $accumulated_bits);
        if ($bits_to_add % 4 != 0) {
            // add bits in whole increments of 4
            $bits_to_add += 4 - $bits_to_add % 4;
        }

        // isolate leftmost $bits_to_add from mt_rand() result
        $more_bits = mt_rand() & ((1 << $bits_to_add) - 1);

        // format as hex (this will be safe)
        $format_string = '%0'.($bits_to_add / 4).'x';
        $result .= sprintf($format_string, $more_bits);
        $accumulated_bits += $bits_to_add;
    }

    return $result;
}

此时，调用random_bits(2048)会给你2048个随机位作为十六进制编码的字符串，没问题。

第 2 步：任意精度基数转换

数学很难，代码如下：

function base_convert_arbitrary($number, $fromBase, $toBase) {
    $digits = '0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz';
    $length = strlen($number);
    $result = '';

    $nibbles = array();
    for ($i = 0; $i < $length; ++$i) {
        $nibbles[$i] = strpos($digits, $number[$i]);
    }

    do {
        $value = 0;
        $newlen = 0;
        for ($i = 0; $i < $length; ++$i) {
            $value = $value * $fromBase + $nibbles[$i];
            if ($value >= $toBase) {
                $nibbles[$newlen++] = (int)($value / $toBase);
                $value %= $toBase;
            }
            else if ($newlen > 0) {
                $nibbles[$newlen++] = 0;
            }
        }
        $length = $newlen;
        $result = $digits[$value].$result;
    }
    while ($newlen != 0);
    return $result;
}

此功能将按照宣传的方式工作，例如尝试base_convert_arbitrary('ffffffffffffffff', 16, 10) == '18446744073709551615' 和base_convert_arbitrary('10000000000000000', 16, 10) == '18446744073709551616'。

把它放在一起

echo base_convert_arbitrary(random_bits(64), 16, 10);

【讨论】：

+1 甚至是 think 在 PHP 中这样做的令人兴奋的事情。请记住，count_bits 将无法处理大于 PHP_INT_MAX 的数字。
@Charles：感谢您的投票。 count_bits 确实是有限的，但是因为我们只打算用它来测量mt_getrandmax 的返回值，所以它足以胜任这项工作。
考虑到mt_getrandmax 通常似乎是 2^31-1，即使在 64 位平台上也是如此。
仅供参考：有时数字表示可能包含前导零（即 hash() 函数的结果），并且此函数显然无法在转换后恢复它们。所以如果nab = convert(n, a, b) 可以是n !== convert(nab, b, a)。小心。
有趣的函数base_convert_arbitrary。但为什么所有的字母？ $value = $value * $fromBase + $nibbles[$i];不是保证操作只能对base 2到16有效吗？

【解决方案3】：

您是否在自己构建 OAuth 适配器？如果是这样，您可能需要重新考虑。有很多优秀的 OAuth 库，包括 one from PECL、one in PEAR、another from the Zend Framework 和 this other one hosted on Google Code。前三个我都用过，都还不错。

如果您真的想自己做这件事，您可能会遇到问题。 PHP 无法思考 64 位数字，除非它是在 64 位平台上编译的，或者您安装了高级数学扩展。这将使将 64 位数字表示为十进制非常变得困难。看起来我上面链接的许多库完全忽略了格式要求，只是使用原始 MD5 哈希。下面是 ZF 适配器的代码：

/**
 * Generate nonce
 * 
 * @return string
 */
public function generateNonce()
{
    return md5(uniqid(rand(), true));
}

他们看起来好像可以摆脱这个互操作性问题。

【讨论】：