Question

尽管在SecureRandom上关注了很多文章之后，我在Java中使用SecureRandom安全API时遇到了疑问。在下面的例子中。

public class SecureRandomNumber {
public static void main(String[] args) throws NoSuchAlgorithmException {

    TreeSet<Integer> secure = new TreeSet<Integer>();
    TreeSet<Integer> unSecure = new TreeSet<Integer>();
    SecureRandom sr = new SecureRandom();
    byte[] sbuf = sr.generateSeed(8);
    ByteBuffer bb = ByteBuffer.wrap(sbuf);
    long d = bb.getLong();
    sr.setSeed(d);

    Random r = new Random();
    r.setSeed(System.nanoTime());
    for (int k = 0; k < 99999; k++) {
        int i = sr.nextInt();
        if (!secure.add(i)) {
            System.out.println("Repeated Secure Random Number");
        } else {
//              System.out.println("************Unique***********");
        }
        int j = r.nextInt();

        if (!unSecure.add(j)) {
            System.out.println("Repeated UnSecure Random Number");
        }
    }
}

}

当我运行此程序时，我发现使用SecureRandom没有任何额外的好处，因为它几乎给出了相同的结果。

如果我在这里做正确的事，有人能告诉我吗？

Answer 1

一般来说，你是对随机数的常见误解的受害者：随机序列并不意味着数字不能在该序列中重复。恰恰相反，它具有很高的概率。这种误解实际上用于说明人类从真实的序列中产生的“随机”序列。人类生成的0和1的“随机”序列可能如下所示：

0,1,0,1,1,0,1,0,0,1,0,1,0 ...... ....

虽然真正的随机序列并不害怕重复相同的数字超过两次:)一个很好的例子是statistical tests也寻找重复。

两种发电机都具有良好的“统计特性”

这也是一个常见的误解，加密安全随机数会以某种方式产生“更随机”的值。他们的统计概率可能非常相似，并且在这些标准统计检验中都表现得非常好。

使用哪个

因此，无论您选择的是PRNG还是加密安全的PRNG（CSPRNG），它实际上取决于您想要做什么。 “正常”PRNG完全可以用于模拟目的，例如蒙特卡罗方法等.CSPRNG的额外好处将使您具有不可预测性。因为CSPRNG可以“做得更多”的机会很高，其性能也会比香草PRNG的性能更差。

可以证明，“安全”PRNG的概念与预测其输出的下一位的能力紧密耦合。对于CSPRNG，在任何时候预测其输出的下一位在计算上是不可行的。只有当你将其种子价值视为秘密时，这才有效。一旦有人发现了种子，整个事情就变得容易预测 - 只需重新计算CSPRNG算法已经生成的值，然后计算下一个值。可以进一步证明，对“下一位预测”免疫实际上意味着没有任何统计测试可以区分CSPRNG的分布与真实随机均匀分布的分布。因此，PRNG和CSPRNG之间存在另一个区别：虽然良好的PRNG在许多统计测试中表现良好，但CSPRNG保证在所有测试中表现良好。

经验法则在哪里使用

您在“敌对”环境中使用CSPRNG，在此环境中您不希望外部人员能够猜出敏感信息（会话ID，在线扑克赢得/丢失真金白银......）。
并且PRNG处于一个仁慈的环境中，你只需要良好的统计属性但不关心可预测性（蒙特卡罗模拟，单人扑克与电脑，一般电脑游戏） - 即无法获得金钱或如果有人能够成功地预测这些随机数，那么生命将会丧失。

Answer 2

安全和不安全的算法经常会给几乎相同的结果。您无法检测输出中的安全漏洞。一扇带有不可拆卸锁的门和一把带锁的门可以琐碎地采摘，看起来几乎一样，如果你只是转动手柄也不会打开。这是编写安全代码和处理加密和身份验证之类的事情的原因之一，这是使用专门的设计，开发，特别是测试技术进行编程的一个领域。

Answer 3

SecureRandom每次都不能确保唯一的随机数。它只是确保给定以前的数字，您无法预测下一个随机数。所以，基本上，你正在寻找错误的答案。

让我们使用骰子的例子。使用安全随机就像使用普通的卸载骰子。每个骰子卷都独立于之前的骰子卷。不安全的随机使用前一个骰子滚动来确定下一个结果。（所以如果你知道前面的掷骰是6，你可以预测下一个掷骰子。）

因此，如果用户/黑客/管理员/等可以预测如果给出之前的随机数列表，那么您基本上必须确定它是否对您的应用程序有问题。（在大多数情况下，这将是一个问题）。如果您只是想使用随机数来选择要在网页中显示的随机数，那么正常随机就可以了。如果您想使用随机数进行安全性，游戏或交易，最好使用SecureRandom。

我不确定，但我认为使用SecureRandom会增加非常小的开销。所以随机稍快一点。但是在大多数情况下，当人们滥用不安全的随机数生成器的不安全性时，速度的提高并不值得潜在的问题。

SecureRandom的行为

3 个答案:

两种发电机都具有良好的“统计特性”

使用哪个