java - Java中不重复的随机数生成

Question

我想获得有关伪随机数生成的澄清。我的问题是:

• 伪随机数生成中是否有机会获得重复的数字？

• 当我用谷歌搜索时，我发现了真正的随机数生成。我可以获得一些真正的随机数生成算法，以便我可以将其与

  一起使用

  SecureRandom.getInstance(String algorithm)

请给予指导，并优先考虑安全。

Answer 1

1) 是的，PRNG 中通常可以有重复的数字。实际上，如果你应用鸽子洞原理，证明是非常简单的(即，假设你在 32 位无符号整数集合上有一个 PRNG；如果你生成超过 2^32 个伪随机数，你肯定会得到至少有一个数字至少生成 2 次；实际上，这会发生得更快；通常 PRNG 的算法将循环遍历一个序列，并且您有一种方法来计算或估计该循环的大小，在每个循环结束时单个数字将开始重复，并且算法的图像通常比您从中获取数字的集合小得多。

如果您需要不重复的数字(因为安全性似乎是您关心的问题，请注意，这不如允许重复数字的(伪)随机数字序列安全! !!)，您可以执行以下操作:

class NonRepeatedPRNG {
  private final Random rnd = new Random();
  private final Set<Integer> set = new HashSet<>();
  public int nextInt() {
    for (;;) {
      final int r = rnd.nextInt();
      if (set.add(r)) return r;
    }
  }
}

请注意，上面定义的 nextInt 方法可能永远不会返回!谨慎使用。

2)不，不存在“真正的随机数生成算法”这样的东西，因为算法是已知的，你可以控制并可以预测(即，只需运行它，你就会得到输出；你确切地知道下次在相同的初始条件下运行它时它的输出)，而根据定义，真正的 RNG 是完全不可预测的。

对于大多数常见的非安全相关应用程序(即科学计算、游戏等)，PRNG 就足够了。如果安全性是一个问题(即，您需要随机数进行加密)，那么 CSPRNG(加密安全 PRNG)就足够了。

如果您的应用程序没有真正的随机性就无法工作，我真的很想了解更多信息。