在VS2010中实现random_device？

Question

根据我对标准的阅读，如果使用软件引擎，random_device::entropy()应返回0.0。但是，在VS2010中，它返回32.0，这在我的理解中要求硬件产生非确定性随机数。

VS2010的random_device如何生成数字序列？

Answer 1

根据Hans Passant在此问题上留下的评论，random_device使用advapi32:SystemFunction036，根据MSDN，RtlGenRandom是random_device::operator()()的别名。这由VC ++ 2010提供的运行时库源验证：

<random>中的

_Random_device() // in xrngdev.cpp rand_s() // in rand_s.c RtlGenRandom()/SystemFunction036() // in advapi32.dll 调用以下函数链：

RtlGenRandom

根据Michael Howard在他的一篇博客文章"Cryptographically Secure Random number on Windows without using CryptoAPI"上留下的评论，{{1}}使用以下内容：

  

RNG按照FIPS 186-2附录3.1中的规定生成SHA-1   作为G功能。来自熵：

     

  

• 当前进程ID（GetCurrentProcessID）。

  

• 当前线程ID（GetCurrentThreadID）。

  

• 自开机以来的刻度（GetTickCount）。

  

• 当前时间（GetLocalTime）。

  

• 各种高精度性能计数器（QueryPerformanceCounter）。

  

• 用户环境块的MD4哈希值，包括用户名，计算机名和搜索路径。 MD4是一种散列算法   从输入数据创建128位消息摘要以验证数据   完整性。

  

• 高精度内部CPU计数器，例如RDTSC，RDMSR，RDPMC

  

• 低级系统信息：空闲处理时间，Io读取传输计数，I / O写入传输计数，I / O其他传输计数，I / O读取   操作计数，I / O写操作计数，I / O其他操作计数，   可用页面，承诺页面，提交限制，峰值承诺，页面   故障计数，写入计数复制，转换计数，高速缓存转换   计数，需求零计数，页面读取计数，页面读取I / O计数，缓存   读取计数，高速缓存I / O计数，脏页写入计数，脏写入I / O.   计数，映射页写入计数，映射写入I / O计数，分页池   页面，非分页池页面，分页池分配空间，分页池   自由空间，非分页池分配空间，非分页池自由空间，   免费系统页面表条目，驻留系统代码页，总系统   驱动程序页面，总系统代码页，非分页池旁视命中，   分页池旁视命中，可用分页池页面，驻留系统   缓存页面，驻留页面缓冲页面，驻留系统驱动程序页面，   高速缓存管理器快速读取，无等待，高速缓存管理器快速读取   等待，缓存管理器快速读取资源未命中，缓存管理器快速读取   不可能，高速缓存管理器快速存储器描述符列表读取否   等待，缓存管理器快速内存描述符列表读取等待，缓存   管理器快速内存描述符列表读取资源丢失，缓存   管理器快速内存描述符列表读取不可能，缓存管理器   无等待映射数据，高速缓存管理器使用等待映射数据，高速缓存管理器   没有等待错过的地图数据，缓存管理器映射数据等待错过，缓存   管理器引脚映射数据计数，高速缓存管理器无等待引脚读取，   高速缓存管理器引脚读取等待，高速缓存管理器引脚读取无等待   Miss，Cache manager Pin-Read Wait Miss，Cache manager Copy-Read with   无等待，高速缓存管理器Copy-Read with Wait，高速缓存管理器Copy-Read   没有等待错过，缓存管理器复制 - 读取等待错过，缓存   管理器内存描述符列表无等待读取，高速缓存管理器内存   描述符列表读取等待，高速缓存管理器内存描述符列表   读取无等待错过，高速缓存管理器内存描述符列表读取   Wait Miss，缓存管理器预读IO，缓存管理器Lazy-Write IOs，   缓存管理器Lazy-Write Pages，Cache manager Data Flushes，Cache   管理器数据页面，上下文切换，一级转换缓冲区   填充，二级转换缓冲区填充和系统调用。

  

• 系统异常信息，包括对齐修正计数，异常调度计数，浮动仿真计数和字节字   仿真计数。

  

• 系统旁视信息包括当前深度，最大深度，总分配，分配未命中，总免费，免费未命中，   类型，标记和大小。

  

• 系统中断信息，包括上下文切换，延迟过程调用计数，延迟过程调用率，时间   增量，延迟过程调用旁路计数和异步   程序呼叫旁路计数。

  

• 系统进程信息，包括下一个输入偏移量，线程数，创建时间，用户时间，内核时间，图像名称，基数   优先级，唯一进程ID，从唯一进程ID继承，句柄   计数，会话ID，页面目录库，峰值虚拟大小，虚拟   尺寸，页面错误计数，峰值工作集大小，工作集大小，配额   峰值分页池使用情况，配额分页池使用情况，配额峰值非分页   池使用，配额非分页池使用，页面文件使用，峰值页面   文件用法，专用页数，读操作计数，写操作   计数，其他操作计数，读取传输计数，写入传输   计数和其他转移计数。

  

编写安全代码的第8章第2版中有完整的解释（包括图表）。

Answer 2

也许这是一个错误，也许不是。但它确实看起来很刻意。来自Microsoft的own documentation：

  

该类描述了随机数的来源，最好来自a   非确定性外部设备。 在此实现中的值   默认生成的不是非确定性的。它们是统一的   分布在封闭范围[0,65535]。

来自C ++ 11标准，random_device上的第26.5.6.6节：

  

result_type operator()();

     

返回：非确定性随机值，   均匀分布在min（）和max（）之间，包括在内。它是   实现 - 定义了如何生成这些值。

严格阅读标准，他们不能从entropy()返回0以外的任何内容。也许他们计划有一天改进实施，并试图让它现在做一些合理的事情。他们确实有一个API调用来生成cryptographically secure random numbers，但似乎还没有使用它。