Question

我需要生成将用作代金券或类似代币的兑换码的数字代码。要求是代码是数字的，并且对于直到操作员的数据输入速度相对较短。大约6个字符长和数字。我们知道这是一个很小的数字，因此我们有一个流程，以便代码可以过期并重复使用。

我们开始只使用顺序整数生成器，它在生成唯一代码方面运行良好。这个问题是生成的代码是顺序的，所以可预测，这意味着客户可以猜测我们生成的代码并兑换不适合他们的代金券。

我一直在阅读Format Preserving Encryption，这似乎对我们有用。我们不需要在任何时候解密代码，因为代码本身是任意的，我们只需要确保它不可预测（由日常人员）。这对于安全来说并不重要，只是为了让诚实的人诚实。

维基百科文章中引用了各种密码，但我具有非常基本的加密和数学技能，并且无法根据密码编写自己的代码来实现此目的。

我想我的问题是，是否有人知道c＃的实现会将整数加密为另一个整数并保持相同的长度？

FPE似乎可以很好地用于将16位信用卡号加密成另一个16位数字。我们需要相同的东西，但不一定固定为长度，但是普通值长度与加密值长度匹配的时间长。

因此以下四个整数将被加密

这 123456 123457 123458 123459

像这样非顺序的东西

521482 265012 961450 346582

我愿意接受任何其他建议来实现这个FPE似乎是个不错的选择。

编辑

感谢有关生成唯一代码并存储它们并检查重复项的建议。现在我们已经避免这样做，因为我们不希望在生成时检查存储。这就是我们使用顺序整数生成器的原因，因此我们不需要检查代码是否唯一。我会重新调查这样做，但现在仍然在寻找避免每次生成代码时都要去存储的方法。

Answer 1

我想知道这是否也不会偏离基地，但让我试一试。这种解决方案不需要存储，但需要处理能力（很小的数量，但它不会是铅笔纸很容易）。它本质上是一个自制的PRNG，但可能具有比内置的更适合你想做的特性。

要制作数字生成器，请使用素数系数和素数模数进行多项式。例如，让X表示您获得的第N张凭证。然后：

凭证编号=（23x ^ 4 + 19x ^ 3 + 5x ^ 2 + 29x + 3）％65537。这当然只是一个例子;你可以使用任意数量的术语，你想要的任何素数系数，你可以使模数尽可能大。事实上，模数根本不需要是素数。它仅设置最大凭证编号。系数为素数有助于减少碰撞。

在这种情况下，凭证＃100,101和102将分别具有数字26158,12076和6949。将其视为一种玩具加密，其中系数是您的关键。不是超级安全，但没有像你要求的那样小的输出空间对于强大的对手是安全的。但这应该可以阻止日常欺诈者。

确认有效的凭证会占用计算机（但仅限计算，而不是存储）。它将遍历几千或几万个输入X，寻找与提供给您的凭证相匹配的输出Y.当它找到匹配时，它可以发出有效凭证的信号。

或者，您可以发出包含序列号和计算连接在一起的凭证，如值和校验和。然后，您可以使用您的秘密系数手动运行该值的计算，以确认有效性。

只要您不向任何人透露系数，就很难识别输出中的模式。我不确定这是否与您所寻求的一样安全，但发布这个想法以防万一。

我错误地计算了100的输出（手动完成并失败）。刚才更正了。让我添加一些代码来说明我如何检查有效的凭证：

using System;
using System.Numerics;

namespace Vouchers
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.Write("Enter voucher number: ");
            BigInteger input = BigInteger.Parse(Console.ReadLine());
            for (BigInteger i = 0;i<10000000;i++)
            {
                BigInteger testValue = (23 * i * i * i * i + 19 * i * i * i + 5 * i * i + 29 * i + 3) % 65537;
                if(testValue==input)
                {
                    Console.WriteLine("That is voucher # " + i.ToString());
                    break;
                }
                if (i == 100) Console.WriteLine(testValue);
            }
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

Answer 2

一种选择是建立数字的就地随机排列。请考虑以下代码：

private static readonly Random random = new Random((int)DateTime.UtcNow.Ticks);

private static int GetRandomPermutation(int input)
{
    char[] chars = input.ToString().ToCharArray();
    for (int i = 0; i < chars.Length; i++ )
    {
        int j = random.Next(chars.Length);
        if (j != i)
        {
            char temp = chars[i];
            chars[i] = chars[j];
            chars[j] = temp;
        }
    }
    return int.Parse(new string(chars));
}

您提到过使用其他一些技术遇到性能问题。此方法做了很多工作，因此可能无法满足您的性能要求。无论如何，这是一个很好的学术练习。

Answer 3

感谢Blogbeard和lc对我原来帖子的评论提供的帮助。事实证明，无论如何我们需要在生成代码时访问存储，这意味着实施PRNG对我们来说是一个更好的选择，而不是搞乱加密。

这就是我们最终做的事情

继续使用序列号生成器生成整数
使用序号作为种子创建C＃Random类（PRNG）的实例。
在我们想要的最小和最大数字范围内生成一个随机数。
检查重复项并重新生成，直到找到唯一的

当使用序号作为每一代的种子时，使用c＃random和种子使得随机数实际上是可预测的。

例如，使用顺序种子，范围在1到999999之间，我测试了生成500000个值而没有一次碰撞。

c＃格式保留整数加密

3 个答案: