linux 随机数 手机生成随机数
什么是伪随机数
分类:电脑/网络
解析:
大家可能很多次讨论过随机数在计算机中怎样产生的问题,在这篇文章中,我会对这个问题进行更深入的探讨,阐述我对这个问题的理解。
首先需要声明的是,计算机不会产生绝对随机的随机数,计算机只能产生“伪随机数”。其实绝对随机的随机数只是一种理想的随机数,即使计算机怎样发展,它也不会产生一串绝对随机的随机数。计算机只能生成相对的随机数,即伪随机数。
伪随机数并不是假随机数,这里的“伪”是有规律的意思,就是计算机产生的伪随机数既是随机的又是有规律的。怎样理解呢?产生的伪随机数有时遵守一定的规律,有时不遵守任何规律;伪随机数有一部分遵守一定的规律;另一部分不遵守任何规律。比如“世上没有两片形状完全相同的树叶”,这正是点到了事物的特性,即随机性,但是每种树的叶子都有近似的形状,这正是事物的共性,即规律性。从这个角度讲,你大概就会接受这样的事实了:计算机只能产生伪随机数而不能产生绝对随机的随机数。
那么计算机中随机数是怎样产生的呢?有人可能会说,随机数是由“随机种子”产生的。没错,随机种子是用来产生随机数的一个数,在计算机中,这样的一个“随机种子”是一个无符号整形数。那么随机种子是从哪里获得的呢?
下面看这样一个C程序:
rand01.c
#include
static unsigned int RAND_SEED;
unsigned int random(void)
{
RAND_SEED=(RAND_SEED*123+59)%65536;
return(RAND_SEED);
}
void random_start(void)
{
int temp[2];
movedata(0x0040,0x006c,FP_SEG(temp),FP_OFF(temp),4);
RAND_SEED=temp[0];
}
main()
{
unsigned int i,n;
random_start();
for(i=0;i<10;i++)
printf("%u\t",random());
printf("\n");
}
这个程序(rand01.c)完整地阐述了随机数产生的过程:
首先,主程序调用random_start()方法,random_start()方法中的这一句我很感兴趣:
movedata(0x0040,0x006c,FP_SEG(temp),FP_OFF(temp),4);
这个函数用来移动内存数据,其中FP_SEG(far pointer to segment)是取temp数组段地址的函数,FP_OFF(far pointer to offset)是取temp数组相对地址的函数,movedata函数的作用是把位于0040:006CH存储单元中的双字放到数组temp的声明的两个存储单元中。这样可以通过temp数组把0040:006CH处的一个16位的数送给RAND_SEED。
random用来根据随机种子RAND_SEED的值计算得出随机数,其中这一句:
RAND_SEED=(RAND_SEED*123+59)%65536;
是用来计算随机数的方法,随机数的计算方法在不同的计算机中是不同的,即使在相同的计算机中安装的不同的操作系统中也是不同的。我在linux和windows下分别试过,相同的随机种子在这两种操作系统中生成的随机数是不同的,这说明它们的计算方法不同。
现在,我们明白随机种子是从哪儿获得的,而且知道随机数是怎样通过随机种子计算出来的了。那么,随机种子为什么要在内存的0040:006CH处取?0040:006CH处存放的是什么?
学过《计算机组成原理与接口技术》这门课的人可能会记得在编制ROM BIOS时钟中断服务程序时会用到Intel 8253定时/计数器,它与Intel 8259中断芯片的通信使得中断服务程序得以运转,主板每秒产生的18.2次中断正是处理器根据定时/记数器值控制中断芯片产生的。在我们计算机的主机板上都会有这样一个定时/记数器用来计算当前系统时间,每过一个时钟信号周期都会使记数器加一,而这个记数器的值存放在哪儿呢?没错,就在内存的0040:006CH处,其实这一段内存空间是这样定义的:
TIMER_LOW DW?;地址为 0040:006CH
TIMER_HIGH DW?;地址为 0040:006EH
TIMER_OFT DB?;地址为 0040:0070H
时钟中断服务程序中,每当TIMER_LOW转满时,此时,记数器也会转满,记数器的值归零,即TIMER_LOW处的16位二进制归零,而TIMER_HIGH加一。rand01.c中的
movedata(0x0040,0x006c,FP_SEG(temp),FP_OFF(temp),4);
正是把TIMER_LOW和TIMER_HIGH两个16位二进制数放进temp数组,再送往RAND_SEED,从而获得了“随机种子”。
现在,可以确定的一点是,随机种子来自系统时钟,确切地说,是来自计算机主板上的定时/计数器在内存中的记数值。这样,我们总结一下前面的分析,并讨论一下这些结论在程序中的应用:
1.随机数是由随机种子根据一定的计算方法计算出来的数值。所以,只要计算方法一定,随机种子一定,那么产生的随机数就不会变。
看下面这个C++程序:
rand02.cpp
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
unsigned int seed=5;
srand(seed);
unsigned int r=rand();
cout<编辑者注:可能代码有缺
}
在相同的平台环境下,编译生成exe后,每次运行它,显示的随机数都是一样的。这是因为在相同的编译平台环境下,由随机种子生成随机数的计算方法都是一样的,再加上随机种子一样,所以产生的随机数就是一样的。
2.只要用户或第三方不设置随机种子,那么在默认情况下随机种子来自系统时钟(即定时/计数器的值)
看下面这个C++程序:
rand03.cpp
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
srand((unsigned)time(NULL));
unsigned int r=rand();
cout< return 0;
}
这里用户和其他程序没有设定随机种子,则使用系统定时/计数器的值做为随机种子,所以,在相同的平台环境下,编译生成exe后,每次运行它,显示的随机数会是伪随机数,即每次运行显示的结果会有不同。
3.建议:如果想在一个程序中生成随机数序列,需要至多在生成随机数之前设置一次随机种子。
看下面这个用来生成一个随机字符串的C++程序:
rand04.cpp
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
int rNum,m=20;
char*ch=new char[m];
for( int i= 0; i大家看到了,随机种子会随着for循环在程序中设置多次
srand((unsigned)time(NULL));
rNum=1+(int)((rand()/(double)RAND_MAX)*36);求随机值
switch(rNum){
case 1: ch[i]='a';
break;
case 2: ch[i]='b';
break;
case 3: ch[i]='c';
break;
case 4: ch[i]='d';
break;
case 5: ch[i]='e';
break;
case 6: ch[i]='f';
break;
case 7: ch[i]='g';
break;
case 8: ch[i]='h';
break;
case 9: ch[i]='i';
break;
case 10: ch[i]='j';
break;
case 11: ch[i]='k';
break;
case 12: ch[i]='l';
break;
case 13: ch[i]='m';
break;
case 14: ch[i]='n';
break;
case 15: ch[i]='o';
break;
case 16: ch[i]='p';
break;
case 17: ch[i]='q';
break;
case 18: ch[i]='r';
break;
case 19: ch[i]='s';
break;
case 20: ch[i]='t';
break;
case 21: ch[i]='u';
break;
case 22: ch[i]='v';
break;
case 23: ch[i]='w';
break;
case 24: ch[i]='x';
break;
case 25: ch[i]='y';
break;
case 26: ch[i]='z';
break;
case 27:ch[i]='0';
break;
case 28:ch[i]='1';
break;
case 29:ch[i]='2';
break;
case 30:ch[i]='3';
break;
case 31:ch[i]='4';
break;
case 32:ch[i]='5';
break;
case 33:ch[i]='6';
break;
case 34:ch[i]='7';
break;
case 35:ch[i]='8';
break;
case 36:ch[i]='9';
break;
}end of switch
cout<}end of for loop
cout< return 0;
}
而运行结果显示的随机字符串的每一个字符都是一样的,也就是说生成的字符序列不随机,所以我们需要把srand((unsigned)time(NULL));从for循环中移出放在for语句前面,这样可以生成随机的字符序列,而且每次运行生成的字符序列会不同(呵呵,也有可能相同,不过出现这种情况的几率太小了)。
如果你把srand((unsigned)time(NULL));改成srand(2);这样虽然在一次运行中产生的字符序列是随机的,但是每次运行时产生的随机字符序列串是相同的。把srand这一句从程序中去掉也是这样。
此外,你可能会遇到这种情况,在使用timer控件编制程序的时候会发现用相同的时间间隔生成的一组随机数会显得有规律,而由用户按键mand事件产生的一组随机数却显得比较随机,为什么?根据我们上面的分析,你可以很快想出答案。这是因为timer是由计算机时钟记数器精确控制时间间隔的控件,时间间隔相同,记数器前后的值之差相同,这样时钟取值就是呈线性规律的,所以随机种子是呈线性规律的,生成的随机数也是有规律的。而用户按键事件产生随机数确实更呈现随机性,因为事件是由人按键引起的,而人不能保证严格的按键时间间隔,即使严格地去做,也不可能完全精确做到,只要时间间隔相差一微秒,记数器前后的值之差就不相同了,随机种子的变化就失去了线性规律,那么生成的随机数就更没有规律了,所以这样生成的一组随机数更随机。这让我想到了各种晚会的抽奖程序,如果用人来按键产生幸运观众的话,那就会很好的实现随机性原则,结果就会更公正。
最后,我总结两个要点:
1.计算机的伪随机数是由随机种子根据一定的计算方法计算出来的数值。所以,只要计算方法一定,随机种子一定,那么产生的随机数就是固定的。
2.只要用户或第三方不设置随机种子,那么在默认情况下随机种子来自系统时钟。
Linux 文件安全之随机数生成器 李晓辉
Linux文件安全之随机数生成器
笔者:李晓辉
数据安全这一话题,在如今这个时代,哪里都在喊,但是我们每天都能看到由于数据安全不到位,造成多少多少损失,说实话,谁也不能保证数据的绝对安全,只有相对的安全,好了,今天我们的话题,也是关于数据安全的,今天我们来讨论一下linux下的随机数生成器的使用,linux随机数生成器总的来说还是很不错的,它可以把我们敲击键盘的速度,重量,鼠标的移动等,都通过一定的算法来生成密钥,我们再用密钥来加密和解密,这种情况下,数据还是比较安全的。
好了,费话不多说,开始我们的话题
首先,一直都是检查软件是否安装,这个其实不用检查,默认安装的一般都有。需要的命令和包如下
好的,我们就以下图中两个用户来演示一下,Steven、Kevin两个人
首先,每个人都要有自己的公私钥,我们先来生成一下,用命令gpg–gen-key来生成一下,下图中问我们用哪一种算法,我就用默认的了,第一种,直接回车
好了,现在问我们想要的密钥长度是多少,在1024到4096之间,默认是2048,我也用默认的,直接回车
好的,现在问我们的密钥多久后过期,我这就用永不过期了,就是默认的,同样,直接回车
现在要一个用户ID来标示我们的密钥,不用说,当然是steven了,因为这是steven在生成自己的密钥,确认信息后,我们按O,来生成我们的KEY
现在让我们输入KEY中的密码,会更安全,即使你的文件和公钥到别人的手里,没有密码也不行
再来一次
现在可以开始我们的生成之旅了,我们可以敲击键盘,移动鼠标写入磁盘等操作,随意,就会生成我们独特的密钥
下面是我输入的,你们随意
然后会看到下图,说明生成成功了
我们来导出一下我们的钥匙
我们来看一下,里面都有什么,如下图,好吧,我晕了,看不懂,不过看不懂就对了,因为这是加密过的
好的,我们切换到kevin这个用户下,然后同样的,他也生成一把钥匙
同样的,他也导出一份key出来
好了,到此,两个用户的密钥就算生成完了,现在开始来让两个用户把对方的钥匙导入进来
下图是steven把kevin的密钥导入了
下图是kevin把steven的密钥给导入了
好的,现在steven有个1.txt这个文件了
现在我们来做一下加密与解密的过程,现在加密一下1.txt
Gpg–ear是加密的,后面跟上你要把文件给哪个用户持的用户ID,然后哪上文件名
好的,加密完成,现在我们来看看加密的东西,看是否能看到真的内容,看,下图是加密过的,现在我们用kevin来看一下,因为我们授权给它看的
下图中是kevin登录上来的,他看到的也是乱码,说明在传输中可以保证一定的安全,任何人拿到后都是乱码,只有我们指定的人才可以解密
我们用kevin来解密试试,用gpg–d跟上文件,然后我们把内容放到task.txt中
好的,我们的密钥中有密码的要输入正确才行
现在我们来看看那个task.txt中的内容吧,现在应该就能看到内容了
看到了吧,现在已经成功了,祝各位也成功,不成功的留言
本文出自“阳光☆奋进”博客
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c语言gcc怎么用随机数?
关于c语言gcc随机数:
C语言的vararg(变长参数)不包含长度信息,所以即便没传参数printf也不会知道,它仍然会傻傻地读取预定的位置,在32位下这个位置应该是ebp+12,在64位下则是rsi寄存器。
通常来讲这个内容不会变,至于为什么实际运行中在变,是因为Linux默认开启了名为ASLR的安全手段,在每次程序启动时都给程序基址附加了一个随机的偏移,提高内存漏洞的利用难度。将它关掉就会发现数字稳定下来了。