这些随机数“安全”吗答案

【问题标题】：Are these random numbers 'safe'这些随机数“安全”吗
【发布时间】：2009-07-06 07:58:08
【问题描述】：

我不是在问这些是否真的是随机的。我只是想知道如果两个用户同时点击一个页面，他们能得到相同的随机数吗？我在想，如果我在多核服务器上运行它，由于同步或其他原因，我会在很长一段时间内生成相同的随机数吗？

public static class SBackend
{
    static Random randObj = null;
    public static void init()
    {
        randObj = new Random((int)DateTime.Now.ToBinary());
        runFirstTime();
    }

    public static long getRandomId()
    {
        long randNum = (long)randObj.Next() << 33;
        randNum |= (uint)randObj.Next() << 2;
        randNum |= (uint)randObj.Next() & 3;
        return randNum;
    }
}

【问题讨论】：

嗨 AcidZombie，为什么你需要保证两个人不会得到相同的随机数？您要解决的根本问题是什么？你也在 ASP.Net 中吗？（当您提到问题中的页面时）
我将它用于两件事，但我意识到我可以将线性值用于其中之一。我目前正在使用它来生成一个 logid Id。用户有一个带有用户名的 cookie 和一个带有 loginId 的 httpcookie。如果任何人都可以猜到用户拥有的特定 loginId，他们就可以以他们的身份登录。请注意，每次用户登录时都会更改此设置并在注销时设置为 0

标签： c# random security

【解决方案1】：

是的，它可以生成相同的数字。种子不添加任何内容（默认情况下它是基于时间的）。

另外 - 如果它是静态的，你应该同步它（Next 不是线程安全的）：

static readonly Random rand = new Random();
public static int NextInt32() {
    lock(rand) { return rand.Next();}
}
public static long NextInt64() {
    lock(rand) { // using your algorithm...
        long randNum = (long)rand.Next() << 33;
        randNum |= (uint)rand.Next() << 2;
        randNum |= (uint)rand.Next() & 3;
        return randNum;
    }
}

这当然可以仍然巧合地生成相同的数字...

如果熵很重要，也许可以考虑使用加密随机数生成器。

【讨论】：

即使使用 CSPRNG，您也可以获得相同的数字 :)

【解决方案2】：

好吧，如果你只用它来生成不一样的随机数，为什么不使用 System.Guid.NewGuid()？

【讨论】：

“永远不一样” - 好吧，Guid 不太可能是一样的；但不能保证。
好吧，无论如何，使用 RNG 是不可能的。

【解决方案3】：

您可以使用锁定机制来确保同时只有一个线程可以访问 Random 对象。

 public static class ThreadSafeRandom
{
    private static Random r = new Random();
    public static double NextDouble()
    {
        lock (r)
        {
            return r.NextDouble();
        }
    }

    public static int Next(int min, int max)
    {
        lock (r)
        {
            return r.Next(min, max);
        }
    }
}

【讨论】：

【解决方案4】：

您可以在同步函数中使用linear congruential generator 来生成伪随机数，这些伪随机数只会在每个m 请求中重复（请参阅文章了解如何编写）。将 m 设为 64 位值，您就不太可能收到足够多的请求来重复自己，更不用说为两个并发访问者提供相同的号码了。

【讨论】：

另外，在线程环境中，你可以为N个worker中的每一个制作一个生成器，并且每次将它们步进N步，因此worker 1使用X1，xN+1，x2N+1， ...，worker 2 使用 x2, xN+2, x2N+2.... 并且worker之间没有冲突，也不需要同步。

【解决方案5】：

如果您需要会话编号，请使用 GUID。

【讨论】：

【解决方案6】：

伪随机数生成器 (PRNG) 仅与它们拥有的种子值一样好。现在我看到您已将它们定义为静态类和静态方法，因此假设您已采取适当的安全措施以确保 getRandomId() 不会被多个线程同时调用，那么您应该处于正常状态。

但是，锁定对 getRandomId 的访问会引入瓶颈，并且不会随着流量的增加而无限扩展。

【讨论】：

【解决方案7】：

当您使用基本的 Random 类时，总是有可能生成相同的数字。我更好的方法是使用System.Security.Cryptography.RandomNumberGenerator，这将创建加密强随机值。

【讨论】：

【解决方案8】：

正如其他人所说，是的，如果两个线程在同一个刻度内请求随机值，你可以让两个随机值相同。

这是另一个线程安全的随机实现。这个每个请求使用的锁更少，因此速度更快。

public static class ThreadSafeRandom
{
    private static Random _global = new Random();
    [ThreadStatic]
    private static Random _local;

    public static int Next()
    {
        Random inst = _local;
        if (inst == null)
        {
            int seed;
            lock (_global) seed = _global.Next();
            _local = inst = new Random(seed);
        }
        return inst.Next();
    }
}

请参阅 Parallels 团队的 "Getting random numbers in a thread-safe way" 了解更多信息。

【讨论】：