Question

我想澄清伪随机数的生成。我的问题是：

是否有机会在伪随机数生成中获得重复数字？
当我用Google搜索时，我发现了真正的随机数生成。我可以获得一些用于真正随机数生成的算法，以便我可以将其与
一起使用

SecureRandom.getInstance（字符串算法）

请优先考虑安全性。

Answer 1

1）是的，你通常可以在PRNG中重复数字。实际上，如果你应用鸽子洞原则，证明是非常简单的（即，假设你有一组32位无符号整数的PRNG;如果你生成超过2 ^ 32个伪随机数，你肯定会有至少生成至少2次的至少一个数字;实际上，这会更快地发生;通常PRNG的算法将循环一个序列，并且您有办法计算或估计该周期的大小，最后每个单个数字将开始重复，并且算法的图像通常是方式，方式小于您从中获取数字的集合。

如果您需要非重复数字（因为安全性似乎是您关心的问题，请注意这是安全性比允许重复数字的一系列（伪）随机数！ !!），你可以这样做：

class NonRepeatedPRNG {
  private final Random rnd = new Random();
  private final Set<Integer> set = new HashSet<>();
  public int nextInt() {
    for (;;) {
      final int r = rnd.nextInt();
      if (set.add(r)) return r;
    }
  }
}

请注意，上面定义的nextInt方法可能永远不会返回！请谨慎使用。

2）不，没有“真正的随机数生成算法”这样的东西，因为算法是已知的，你可以控制并且可以预测（即，只运行它并且你有输出;你确切地知道下次使用相同的初始条件运行它时输出，而真正的RNG根据定义完全不可预测。

对于大多数常见的非安全相关应用程序（即科学计算，游戏等），PRNG就足够了。如果担心安全性（即，您需要加密的随机数），那么CSPRNG（加密安全PRNG）就足够了。

如果你的应用程序在没有真正随机性的情况下无法正常工作，我真的很想知道它的更多信息。

Answer 2

是的，任何随机数生成器都可以重复。非重复随机数问题有三种通用解决方案：

如果您需要大范围内的少数数字，请选择一个并拒绝它是否重复。如果范围很大，那么这不会导致反复尝试太多了。
如果你想要一个小范围的很多数字，那么列出一个数字中的所有数字数组并随机播放数组。 Fisher-Yates算法是数组的标准洗牌。从随机数组中按顺序获取随机数。
如果您想要大范围内的大量数字，请使用适当大小的数字加密演算法。例如。对于64位数字使用DES并加密0,1,2,3 ...... 按顺序。输出保证唯一，因为加密是可逆的。

Answer 3

伪RNG可以重复自己，但真正的RNG也可以重复自己 - 如果他们从不重复自己，他们就不会是随机的。

一旦用一些（~128位）真实熵播种的良好PRNG实际上与真正的RNG无法区分。与真正的RNG相比，你肯定不会得到明显更多的碰撞或重复。

因此，您不太可能需要真正的随机数生成器，但如果您确实在random.org检查了HTTP API。他们的API由真正的随机源支持。随机性来自大气噪声。

Answer 4

如果PRNG或RNG从不重复数字，那实际上是......真的可以预测！想象一下PRNG超过1到8的数字。你看它打印出2,5,7,3,8,4,6。如果PRNG尽力不重复，现在你知道下一个数字将会是1 - 那不再是随机的了！

因此PRNG和RNG默认会产生重复的随机输出。如果你不想重复，你应该使用像Fisher-Yates Shuffle（http://en.wikipedia.org/wiki/Fisher%E2%80%93Yates_shuffle）这样的混洗算法，以随机顺序随机混合你想要的数字数组。

此外，如果您需要为加密目的生成随机数源，请寻找适合您语言的加密PRNG提供商。只要它在加密方面很强大就应该没问题 - 真正的RNG要贵得多（或者需要延迟，比如使用random.org）而且通常不需要。

随机数生成在Java中没有重复

4 个答案: