Question

我编写了模拟骰子滚动的程序

    Random r = new Random();
    int result = r.nextInt(6);
    System.out.println(result);

我想知道是否有办法预测＆＃34;下一个生成的数字以及JVM如何确定下一个要生成的数字？

我的代码会在任何JVM和操作系统上输出接近真实随机数的数字吗？

Answer 1

他们是伪随机数，这意味着对于一般意图和目的，他们足够随意。然而，它们是确定性的并且完全依赖于种子。以下代码将两次打印相同的10个数字。

Random rnd = new Random(1234);
for(int i = 0;i < 10; i++)
    System.out.println(rnd.nextInt(100));

rnd = new Random(1234);
for(int i = 0;i < 10; i++)
    System.out.println(rnd.nextInt(100));

如果您可以选择种子，您可以先预先计算数字，然后使用相同的种子重置生成器，并且您事先知道出现的数字。

Answer 2

我想知道是否有办法“预测”下一个生成的数字以及JVM如何确定下一个生成的数字？

绝对。 Random类实现为线性同余数生成器（LCNG）。线性同余生成器的通用公式为：

new_state = (old_state * C1 + C2) modulo N

Random使用的精确算法在javadocs中指定。如果您知道生成器的当前状态，则下一个状态是完全可预测的。

我的代码会在任何JVM和操作系统上输出接近真实随机数的数字吗？

如果使用Random，则编号不适用于任何操作系统上的任何JVM。

LCNG产生的序列绝对不是随机的，并且具有与真随机序列显着不同的统计特性。（序列将强烈自动关联，如果您将连续调用的结果绘制为Random.nextInt()，则会显示此序列。）

这是一个问题吗？那取决于你的应用程序需要什么。如果您需要难以预测的“随机”数字（例如，对于与安全性相关的算法），那么显然没有。如果这些数字将用于蒙特卡罗模拟，那么LCNG的内部自相关可能会使模拟失真。但是，如果你只是在制作单人纸牌游戏......也许并不重要。

Answer 3

是的，可以预测随机数生成器接下来会生成什么数字。我已经看到这种情况称为破解，破坏或攻击RNG。搜索任何这些术语以及＆＃34;随机数生成器＆＃34;应该会产生很多结果。

阅读How We Learned to Cheat at Online Poker: A Study in Software Security，获取有关如何攻击随机数生成器的出色第一手资料。总而言之，作者根据在线扑克网站采用的错误改组算法找出了使用RNG的原因。然后他们通过抽样处理手来计算出RNG种子。一旦他们拥有了算法和种子，他们就会知道在后来的洗牌之后如何安排牌组。

您也可以参考此link。

Answer 4

检查How does java.util.Random work and how good is it？：

换句话说，我们从一些开始或'＃34;种子＆＃34;开始。数字理想情况下是真正无法预测的，并且实际上是＆＃34;不可预测＆＃34;。例如，毫秒数或甚至纳秒 - 自计算机开机以来就可以使用大多数系统。然后，每次我们想要一个随机数，我们乘以当前种子由一些固定数字，a，添加另一个固定数字，c，然后将结果模数为另一个固定数，m。数字是一般都很大。这种随机数生成方法又回来了几乎到了计算的曙光1。几乎每一个＆＃34;休闲＆＃34; 您可以想到的随机数发生器 - 来自科学的计算器到20世纪80年代家用电脑到当天的C和Visual Basic 库函数 - 使用上面公式的一些变体来生成它的随机数。

还有Predicting the next Math.random() in Java

Java随机生成器如何工作？

4 个答案: