SecureRandom那些事｜真伪随机数

前面的几篇文章，介绍了随机数的几种生成方式，那么什么是伪随机数呢？

所谓伪随机数，是指只要给定⼀个初始的种⼦，产⽣的随机数序列是完全⼀样的。

for (int i = 0; i < 10; i++) {
    
    Random random = new Random(123);
    int randomValue = random.nextInt(10);
    System.out.println(randomValue);
}

当我们初始化Random不给定种子的时候，会默认给定当前的时间作为种子。

    /** * Creates a new random number generator. This constructor sets * the seed of the random number generator to a value very likely * to be distinct from any other invocation of this constructor. */
    public Random() {
    
        this(seedUniquifier() ^ System.nanoTime());
    }

跟踪

     * @return the current value of the running Java Virtual Machine's
     *         high-resolution time source, in nanoseconds
     * @since 1.5
     */
    public static native long nanoTime();

那么，什么是真随机数呢？

真正的真随机数只能通过量⼦⼒学原理来获取，⽽我们想要的是⼀个不可预测的安全的随机
数，SecureRandom就是⽤来创建安全的随机数的：

SecureRandom sr = new SecureRandom();
System.out.println(sr.nextInt(100));

SecureRandom⽆法指定种⼦，它使⽤RNG（random number generator）算法。JDK的SecureRandom实际上有多种不同的底层实现，有的使⽤安全随机种⼦加上伪随机数算法来产⽣安全的随机数，有的使⽤真正的随机数⽣成器。

实际使⽤的时候，可以优先获取⾼强度的安全随机数⽣成器，如果没有提供，再使⽤普通等级的安全随机数⽣成器：

import java.util.Arrays;
import java.security.SecureRandom;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
public class Main {
    
    public static void main(String[] args) {
    
        SecureRandom sr = null;
        try {
    
       		// 获取⾼强度安全随机数⽣成器
            sr = SecureRandom.getInstanceStrong(); 
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
    
            // 获取普通的安全随机数⽣成器
            sr = new SecureRandom(); 
        }
}

SecureRandom的安全性是通过操作系统提供的安全的随机种⼦来⽣成随机数。

这个种⼦是通过CPU的热噪声、读写磁盘的字节、⽹络流量等各种随机事件产⽣的“熵”。

在密码学中，安全的随机数⾮常重要。如果使⽤不安全的伪随机数，所有加密体系都将被攻破。

因此，时刻牢记必须使⽤SecureRandom来产⽣安全的随机数。