c++ - 用编译时生成的随机 ID 替换魔法 ID 号

Question

我的应用程序包含许多 ID。我希望最终让其他人可以查看代码，但不能让运行时逆向工程师轻松查找容易知道的 ID。此外，在开发过程中，在日志文件中使用常量 ID 以便于调试是很有帮助的。但在运行时，我想通过在发布编译期间生成这些 ID 来随机生成它们。使用 <random> 的建议代码可以在 GetRandomId1() 中看到 lib以下。 constexpr使它们在代码中的使用成为可能，就像在 switch 语句中一样。但是，我在使用 constexpr 时遇到问题在我建议的功能中，因为 <random>不是 constexpr兼容的。有没有另一种在编译时生成随机数的方法？或者在编译时生成随机数以在运行时用作常量，这与 constexpr 的概念相悖。 ?

#include <iostream>
#include <random>

// this is the code I would like to use to generate a random number at compile time
/*constexpr */int GetRandomId1()
{
  std::random_device rd; // non-deterministic seed
  std::mt19937 gen( rd() ); // with constexpr uncommented: 
    // error C3250: 'rd': declaration is not allowed in 'constexpr' function body
    // error C3249: illegal statement or sub-expression for 'constexpr' function
    // error C3250: 'gen': declaration is not allowed in 'constexpr' function body

  std::uniform_int_distribution<> distri( 1000, 9999 ); // with constexpr uncommented: 
    // error C3250: 'distri': declaration is not allowed in 'constexpr' function bod
    // error C3249: illegal statement or sub-expression for 'constexpr' function
    // error C2134: 'std::uniform_int<_Ty>::operator ()': call does not result in a constant expression

  return distri( gen );
}

// this code is what works so far
constexpr int GetRandomId2()
{
  return 22; // how to make somewhat random?
}

constexpr int AAA = 10;
//constexpr int AAA = GetRandonId1(); // error: is not constexpr function
constexpr int BBB = GetRandomId2(); // ok

void Func1( long ab )
{
  switch( ab )
  {
    case AAA:
      std::cout << AAA << std::endl;
      break;

    case BBB:
      std::cout << BBB << std::endl;
      break;
  }
}

int main()
{
  Func1( 22 ); // ok: prints 22

  return 0;
}

我正在寻找一种直接的、可维护的解决方案，就像我提出的那样，而不像 How can I generate dense unique type IDs at compile time? 中建议的那样大量使用模板。 .同样在这篇文章中，@jmihalicza 指向 Random number generator for C++ template metaprograms研究论文。本文描述了使用模板元编程的编译时随机数生成，这是一项复杂的尝试，可完成 IMO constexpr 的任务。是(我敢说，还是应该？)设计的。

由于应用程序架构的原因，我不必担心 ID 冲突，所以这不是问题。应用程序代码将确保不会返回重复项。

Answer 1

我给了constexpr随机数生成器 here前段时间，为了constexpr的相关目的字符串加密以帮助对抗您关注的相同对手。

我认为它具有与 mt19937 相当的加密安全性，它是(一个非常复杂的)线性反馈生成器，无论如何都不是真正的加密安全。

这段代码的想法是使用 __TIME__和 __LINE__作为生成器的种子。

typedef uint32_t u32;
typedef uint64_t u64;
typedef unsigned char uchar;

template<u32 S, u32 A = 16807UL, u32 C = 0UL, u32 M = (1UL<<31)-1>
struct LinearGenerator {
    static const u32 state = ((u64)S * A + C) % M;
    static const u32 value = state;
    typedef LinearGenerator<state> next;
    struct Split { // Leapfrog
        typedef LinearGenerator< state, A*A, 0, M> Gen1;
        typedef LinearGenerator<next::state, A*A, 0, M> Gen2;
    };
};

// Metafunction to get a particular index from generator
template<u32 S, std::size_t index>
struct Generate {
static const uchar value = Generate<LinearGenerator<S>::state, index - 1>::value;
};

template<u32 S>
struct Generate<S, 0> {
    static const uchar value = static_cast<uchar> (LinearGenerator<S>::value);
};


// Seed

#define RNG_SEED ((__TIME__[7] - '0') * 1  + (__TIME__[6] - '0') * 10  + \
              (__TIME__[4] - '0') * 60   + (__TIME__[3] - '0') * 600 + \
              (__TIME__[1] - '0') * 3600 + (__TIME__[0] - '0') * 36000) + \
              (__LINE__ * 100000)

我没有尝试使用 constexpr 重写它而不是模板，但我认为在 C++11 标准中使用 constexpr任何复杂的函数并不比模板好得多。只有在 C++14 标准中才会真正变得很好，当你实际上可以拥有局部变量等等。

无论如何，它仍然不应该那么难，这个生成器实现并没有那么糟糕。

你绝对需要放弃与 std::random_device交谈的梦想虽然在编译时。 IIRC，在 libc++实现，这基本上是 std::fopen("/dev/urandom") 上的一个薄包装器.我不知道任何允许在 constexpr 内进行文件系统操作的 C++ 标准或提案计算。 :)