arc4random() 和 arc4random_uniform() 不是真正随机的

计算机

arc4random() 和 arc4random_uniform() 不是真正随机的？

在计算机科学中，随机数生成器是一项重要的技术，用于模拟随机事件或生成随机数。然而，有一些随机数生成函数被认为不是真正的随机，其中包括 arc4random() 和 arc4random_uniform() 函数。这两个函数在开发中经常被使用，但它们并不是真正的随机数生成器，而是伪随机数生成器。

伪随机数生成器的原理

伪随机数生成器是基于确定性算法的，它通过一个初始值（种子）来生成随机数序列。这个初始值可以是一个固定的数，也可以是根据当前的时间戳生成的。伪随机数生成器使用一系列的数学运算和算法，通过对种子进行操作来生成一个看似随机的数列。

arc4random() 函数

arc4random() 是一个随机数生成函数，它返回一个范围在 0 到 2^32-1 之间的随机整数。这个函数的实现基于 RC4 算法，它是一种流密码算法。RC4 算法使用一个变量称为状态来生成随机数序列，而这个状态是通过对种子值进行操作得到的。

下面是使用 arc4random() 函数生成随机数的示例代码：

objc
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int mAIn() {
    int i;
    srand(time(NULL));
    
    for (i = 0; i < 10; i++) {</p>        printf("%d\n", arc4random());
    }
    
    return 0;
}

在上面的代码中，我们使用 srand() 函数来初始化随机数生成器的种子，然后使用 arc4random() 函数生成随机数。每次运行程序时，都会得到一系列不同的随机数。

arc4random_uniform() 函数

arc4random_uniform() 是 arc4random() 的一个改进版本，它返回一个范围在 0 到指定上限之间的随机整数。这个函数更容易使用，因为它不需要对返回值进行模运算来限制范围。

下面是使用 arc4random_uniform() 函数生成随机数的示例代码：

objc
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int mAIn() {
    int i;
    srand(time(NULL));
    
    for (i = 0; i < 10; i++) {</p>        printf("%d\n", arc4random_uniform(100));
    }
    
    return 0;
}

在上面的代码中，我们使用 srand() 函数来初始化随机数生成器的种子，然后使用 arc4random_uniform() 函数生成一个范围在 0 到 99 之间的随机数。

伪随机数生成器的问题

虽然 arc4random() 和 arc4random_uniform() 函数在大多数情况下可以满足开发需求，但它们并不是真正的随机数生成器。由于它们基于确定性算法，因此在某些情况下可能会出现预测随机数的问题。如果攻击者能够获得生成随机数的种子值，并且了解伪随机数生成器的算法，就有可能推测出随机数的序列。

因此，在需要高度安全的场景下，建议使用加密学中的真随机数生成器，如硬件随机数生成器或基于物理过程的随机数生成器。

arc4random() 和 arc4random_uniform() 函数是常用的伪随机数生成器，它们在大多数情况下可以满足开发需求。然而，在需要高度安全性的场景下，应该使用真随机数生成器来确保随机性的可靠性。