Golang 生成随机数

在GoLang 中，我们可以通过 math/rand 包里的方法来生成一个伪随机数：

```Golang
package main

import (
  "fmt"
  "math/rand"
)

func main() {
  fmt.Println(rand.Int())   // => 134020434
}

```

但如果你在本地，运行和我一样的代码，无论运行多少次，输出都是`一样的`。

# 随机种子

Golang的`math/rand`库会使用默认的随机种子——`1`来生成随机数。

我们知道，伪随机数，是使用一个确定性的算法计算出来的似乎是随机的数序，因此伪随机数实际上并不随机。如果在一开始输入这个算法的`创世参数`固定的话，算法生成的就是固定结果。

# 使用时间戳所谓随机种子

```GoLang
package main

import "fmt"
import "math/rand"
import "time"

func main() {
   rand.Seed(int64(time.Now().UnixNano()))
   fmt.Println(rand.Int())
}
```

这样，每次运行时候的随机种子不一样，生成的随机数也就不一样了。

# 真随机数

> 真正的随机数是使用物理现象产生的：比如掷钱币、骰子、转轮、使用电子元件的噪音、核裂变等等，这样的随机数发生器叫做物理性随机数发生器，它们的缺点是技术要求比较高。

通常情况下使用时间戳生成的随机数就可以满足要求。但是，伪随机数其实是有周期的。这就意味着在高安全要求下的身份验证、加密等情况使用伪随机数有风险。

所以一般企业对产品的加密秘钥的生成必须采用真随机数生成器，这样才能保证万无一失，杜绝了被破解的可能性。

![真随机数](https://xzhsh.ch/usr/uploads/2020/11/2489719092.png)

![伪随机数](https://xzhsh.ch/usr/uploads/2020/11/1182107527.png)

那么Golang中使用真随机数的方法是使用`crypto/rand`包

```Golang
package main

import (
	"crypto/rand"
	"fmt"
	"math/big"
)

func main() {
	// 生成 20 个 [0, 100) 范围的真随机数。
	for i := 0; i < 20; i++ {
		result, _ := rand.Int(rand.Reader, big.NewInt(100))
		fmt.Println(result)
	}
}

```

按照源文件，这些数据来自于每台机器：

```Golang
// Package rand implements a cryptographically secure
// pseudorandom number generator.
package rand

import "io"

// Reader is a global, shared instance of a cryptographically
// strong pseudo-random generator.
//
// On Linux, Reader uses getrandom(2) if available, /dev/urandom otherwise.
// On OpenBSD, Reader uses getentropy(2).
// On other Unix-like systems, Reader reads from /dev/urandom.
// On Windows systems, Reader uses the CryptGenRandom API.
```

以Linux为例，优先调用getrandom(2)，其实就是/dev/random优先。与/dev/urandom两个文件，他们产生随机数的原理其实是差不多的，本质相同：都是利用当前系统的熵池来计算出固定一定数量的随机比特，然后将这些比特作为字节流返回。

> 熵池就是当前系统的环境噪音，熵指的是一个系统的混乱程度，系统噪音可以通过很多参数来评估，如内存的使用，文件的使用量，不同类型的进程数量等等。

简单来说，这个随机数的随机种子为`(进程数+内存占用长度+时间戳)`（只是举例解释，并非实际算法），而系统中存在多少线程完全就是随机的，无周期的。

但要注意，通过这种方式，要比math.rand`慢大约10倍`。

Last modification：March 8th, 2021 at 08:54 pm

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