Question

是否可以使用java.util.Random找到以前生成的随机数？

我在this网站上找到了相关信息，表示它使用的格式为LCG

number _{i + 1} =（a * number _i + c）mod 2 ⁴⁸

其中number的第一个值是seed，并且每次调用nextInt（或类似的东西）时只是递增一个

有没有人有关于它是如何生成的更多信息？或者偏移值是什么？

编辑：我从openjdk

中找到了this源代码

Answer 1

是，您可以获取之前的opacity : 1值而不存储它们（并且不知道@Andreas建议的Random对象的原始种子）。这是概念验证代码。它仅支持还原Random来电，但也可以还原其他来电。

nextLong()

用法示例：

public class InvRand {
    private static final long addend = 0xBL;
    private static final long multiplier = 0x5DEECE66DL;
    private static final long invMultiplier = 0xDFE05BCB1365L;
    private static final long mask = 0xFFFFFFFFFFFFL;

    private long seed;

    public InvRand(Random r) {
        seed = prevSeed(replicateSeed(r.nextLong()));
    }

    public long prevLong() {
        seed = prevSeed(seed);
        long b1 = seed >>> 16;
        seed = prevSeed(seed);
        long b2 = seed >>> 16;
        return (b2 << 32) + b1;
    }

    static long replicateSeed(long nextLong) {
        int nextM = (int)(nextLong & 0xFFFFFFFF);
        int nextN = (int)((nextLong - nextM) >> 32);

        long upperMOf48Mask = 0xFFFFFFFF0000L;

        long oldSeedUpperN = ((long)nextN << 16) & mask;
        long newSeedUpperM = ((long)nextM << 16) & mask;

        for (long oldSeed = oldSeedUpperN; oldSeed <= (oldSeedUpperN | 0xFFFF); 
                  oldSeed++) {
            long newSeed = (oldSeed * multiplier + addend) & mask;
            if ((newSeed & upperMOf48Mask) == newSeedUpperM) {
                return newSeed;
            }
        }
        throw new InternalError();
    }

    static long prevSeed(long seed) {
        return ((seed - addend) * invMultiplier) & mask;
    }
}

典型输出：

public static void main(String[] args) {
    Random rand = new Random();
    for(int i=0; i<20; i++) {
        System.out.println("next: " + Long.toHexString(rand.nextLong()));
    }
    InvRand ir = new InvRand(rand);
    for(int i=0; i<20; i++) {
        System.out.println("prev: "+Long.toHexString(ir.prevLong()));
    }
}

这里有两个问题。首先是按next: 76c8febd3eab0fd8 next: 19ea99b87b9c118e next: 2d69d148285ac86e next: f466d00f770361e7 next: ca069823ec343ea2 next: f570a154be288a23 next: 3f2f3844ad48b1ea next: d79ed82cd2e927e next: 97ffcecf7d9a5b0a next: d4e1a218dea3fc6f next: c54e390e8f9486fe next: 670052e4c52b230 next: ed13a7adac2ffc1c next: f4e41dc7ada0ea7d next: 56ffb122ab160d7a next: cd7ecd6d1236049b next: ce0597694257008c next: d32d6ef8c142a09b next: 2e8bb4f2356ea912 next: f5bf0eb275fb77df prev: f5bf0eb275fb77df // note numbers are going backwards now prev: 2e8bb4f2356ea912 prev: d32d6ef9c142a09b prev: ce0597694257008c prev: cd7ecd6d1236049b prev: 56ffb123ab160d7a prev: f4e41dc8ada0ea7d prev: ed13a7aeac2ffc1c prev: 670052e4c52b230 prev: c54e390f8f9486fe prev: d4e1a219dea3fc6f prev: 97ffcecf7d9a5b0a prev: d79ed83cd2e927e prev: 3f2f3845ad48b1ea prev: f570a155be288a23 prev: ca069824ec343ea2 prev: f466d00f770361e7 prev: 2d69d148285ac86e prev: 19ea99b87b9c118e prev: 76c8febd3eab0fd8值复制随机种子。这部分（nextLong）基于GitHub的this code。下一个问题是反转种子计算公式，因此我们可以将种子从当前更改为前一个。目前OpenJDK的下一个公式是：

replicateSeed

所以它只是在模2 ^ 48的整数环中加法和乘法。这两种操作都是不可逆转的。对于添加，您可以在同一个环中减去。对于乘法，你必须计算反转乘数，这可以解决丢番图方程nextseed = (oldseed * 0x5DEECE66DL + 0xBL) & 0xFFFFFFFFFFFFL;。解决它你得到x*0x5DEECE66DL+y*0x1000000000000L = 1（选择适合戒指的解决方案）。因此，要反转乘法，您只需要乘以x = 0xDFE05BCB1365L。

Answer 2

根据问题的确切含义，答案是是。

你可以重新生成（＆＃34;找到＆＃34;）相同的随机数序列， if 你提供种子值，或者在构造函数上（new Random(seed)）或使用setSeed(seed)。

由于随机数是伪生成的，因此在指定种子之后生成的数字将始终相同。

证明

long seed = 54321;

Random r = new Random(seed);
for (int i = 0; i < 10; i++)
    System.out.print(r.nextInt(1000) + " ");
System.out.println();

r.setSeed(seed);
for (int i = 0; i < 10; i++)
    System.out.print(r.nextInt(1000) + " ");
System.out.println();

输出

928 451 642 402 522 773 977 704 893 115 
928 451 642 402 522 773 977 704 893 115

Answer 3

有没有人有关于它是如何生成的更多信息？

来自Random类的Java文档：

此类的实例用于生成伪随机流数字。该类使用48位种子，使用a修改线性同余公式。（见唐纳德克努特，计算机艺术编程，第2卷，第3.2.1节。）

现在下一部分是：

是否可以使用找到以前生成的随机数 java.util.Random中？

Random类实现的算法使用受保护的实用程序方法，该方法在每次调用时最多可提供32个伪随机生成的位。所以答案可能是否，但如果你愿意，可以将它们保存在列表中。

你能用java.util.Random找到以前生成的随机数吗？

3 个答案: