Question

我尝试将Math.random()替换为我自己的Cryptography.random()。我的代码是否会生成加密安全的随机数，您是否看到了优化的机会？

NodeCrypto = require('crypto');

Cryptography = function() {
}

Cryptography.random = Promise.method(function() {
    return new Promise(function(resolve, reject) {
        NodeCrypto.randomBytes(4, function(ex, buffer) {
            var hex = buffer.toString('hex');
            var integer = parseInt(hex, 16);
            var random = Number('0.'+integer);

            resolve(random);
            return random;
        });
    });
});

Answer 1

那么你想要实现的是在适当的加密库安全生成的4个字节中生成0到1之间的随机浮点数？

您在问题中执行此操作的方式会产生偏差，因为您的integer均匀分布在集合{0,1，...，4294967295}中。例如范围的并集

{10000000000,…,19999999999},
{1000000000,…,1999999999}
{100000000,…,199999999}
{10000000,…,19999999}
{1000000,…,1999999} 
…
{10,…,19}
{1}

生成前导1作为第一个十进制数字大约是生成前导9的范围的十倍：

{9000000000,…,9999999999}
{900000000,…,999999999}
{90000000,…,99999999}
{9000000,…,9999999} 
…
{90,…,99}
{9}

（integer的可能值中没有十一位数字，前导数为9。）

相反，您可以将integer除以其最大可能值0xffffffff。由于javascript使用8字节浮点值作为其数字类型，4字节值不会给你足够的范围。为了安全起见，您可以改为读取8个字节（由于用于存储指数的位，这比需要的多一点）：

//…
NodeCrypto.randomBytes(8, function(ex, buffer) {
    var hex = buffer.toString('hex');
    var integer = parseInt(hex, 16);
    var random = integer / 0xffffffffffffffff;

    resolve(random);
    return random;
});
//…

以上在区间[0.0,1.0]中生成数字（0.0和1.0都包含在范围内）。 ~~如果要排除1.0，可以将1加到除数：var random = integer / (0xffffffffffffffff+1);~~ 编辑：由于数字在尾数中没有8字节精度，它将无论数学上是否小于1.0，都会四舍五入到1.0。

This page推测在ECMA标准的未来版本中，数字将由16字节浮点表示。如果你想做好准备，你可以使用16而不是8字节的随机性并除以0xffffffffffffffffffffffffffffffff

我最后会说几句警告：对于加密应用程序，您通过此消息生成的随机数很可能是完全不安全的，因为您的随机性低于64位，远远少于熵。一般来说，oleksii的评论是正确的：不要发明甚至实现你自己的加密。

Answer 2

不正确，integer的第一个数字肯定是有偏见的。这不是创建从0到1（不包括）的十进制值的好方法。

这是一种在Node JS中生成随机数的加密安全方法吗？

2 个答案:

那么你想要实现的是在适当的加密库安全生成的4个字节中生成0到1之间的随机浮点数？