在 Postgresql 中生成具有固定长度的唯一随机数

Question

我需要在 Postgresql 中生成固定长度为 13 位的唯一随机数。 我发现了一个类似的thread，其中使用了使用“pseudo_encrypt”加密的序列，但返回的数字不是固定长度。

所以，我需要的是：得到一个固定长度为 13 位的加密随机序列，其中最小值为 0000000000001，最大值为 9999999999999。

有可能吗？如果不可能从前面的零开始不是一个大问题（我认为），我可以在从数据库读取期间以编程方式设置它们，但如果 Postgresql 可以自己做到这一点，那就太好了。

-- 编辑--

在意识到一些有用的事情之后，我必须改变问题以便更好地解释我需要什么：

我需要在 Postgresql 中生成唯一的随机数 (bigint)，最大长度固定为 13 位。实际上我正在尝试使用pseudo_encrypt 函数（64 位），但返回的数字显然不是固定的最大长度 13，在 32 位的情况下，最大长度是 10 位（整数），而对于 64位是 19 (bigint)。

那么，如何得到一个最大长度固定为 13 位、最小值为 1、最大值为 9999999999999 的加密随机序列？

是否可以修改 64 位 pseudo_ecrypt 函数以获得此结果？或者如果不可能，还有其他方法可以获得满足此要求的唯一序列吗？

伪加密函数（64 位）

CREATE OR REPLACE FUNCTION pseudo_encrypt(VALUE bigint) returns bigint   AS $$
DECLARE
l1 bigint;
l2 bigint;
r1 bigint;
r2 bigint;
i int:=0;
BEGIN
l1:= (VALUE >> 32) & 4294967295::bigint;
r1:= VALUE & 4294967295;
WHILE i < 3 LOOP
    l2 := r1;
    r2 := l1 # ((((1366.0 * r1 + 150889) % 714025) / 714025.0) * 32767*32767)::int;
    l1 := l2;
    r1 := r2;
    i := i + 1;
END LOOP;
RETURN ((l1::bigint << 32) + r1);
END;
$$ LANGUAGE plpgsql strict immutable;

Answer 1

针对 N

调整 bigint 变体以将输出减少到 2^N 值相对简单，其中 N 是偶数，并且小于 64。

要获得 13 位十进制数字，请考虑 N 的最大值，2^N 有 13 位数字。那是 N=42，2^42=4398046511104。

该算法的工作原理是将输入值分成具有相同位数的两半，并让它们流经 Feistel 网络，本质上是对轮函数的结果进行异或运算，并在每次迭代时交换两半。

如果在流程的每个阶段，每一半都被限制为21 位，那么将两半相结合的结果保证不超过 42 位。

所以这是我提出的变体：

CREATE OR REPLACE FUNCTION pseudo_encrypt42(VALUE bigint) returns bigint
 AS $$
DECLARE
  l1 bigint;
  l2 bigint;
  r1 bigint;
  r2 bigint;
  i int:=0;
  b21 int:=(1<<21)-1; -- 21 bits mask for a half-number => 42 bits total
BEGIN
  l1:= VALUE >> 21;
  r1:= VALUE & b21;
  WHILE i < 3 LOOP
    l2 := r1;
    r2 := l1 # (((((1366*r1+150889)%714025)/714025.0)*32767*32767)::int & b21);
    l1 := l2;
    r1 := r2;
    i := i + 1;
  END LOOP;
  RETURN ((l1::bigint << 21) + r1);
END;
$$ LANGUAGE plpgsql strict immutable;

输入必须小于(2^42)-1，否则输出会发生冲突，如pseudo_encrypt42(x) = pseudo_encrypt42(x mod 2^42)。

2^42 到 10^13 之间的数字缺失怎么办？

2^42 - 10^13 = 5601953488896 所以缺少很多数字。 我不知道如何通过 Feistel 网络一次性提供帮助。不过，一种可能可以接受的解决方法是在 0..M 中生成另一组唯一值并将 2^42 添加到它们，这样就不会有冲突的风险。

这另一个集合可以通过相同的函数获得，只是添加了偏移量。 4398046511104 + pseudo_encrypt42(x) 保证在 4398046511104 和 2*4398046511104 = 8796093022208 唯一值之间，这样更接近目标。相同的技术可以应用于其他几个范围，甚至不一定是相同的大小。

但是，这种解决方法会降低看起来随机的行为，因为不是具有每个数字都可以在 0 和 X 之间的单个输出范围，而是 N X/N 数字的不同输出范围.像这样有几个不同的分区，很容易猜测输出将是哪个分区，而不是分区内的值。