Wie kann ich den MT19937-PRNG in C richtig einsetzen, um eine sichere Zufallszahlengenerierung zu ermöglichen?

So säen Sie den MT19937 PRNG gründlich in C

Normalerweise wird std::random_device zum Generieren von Zufallszahlen verwendet, wie in der Abbildung gezeigt Folgender Code:

std::random_device rd;  
std::mt19937 gen(rd());
std::uniform_int_distribution<> dis(0, 5);
dis(gen);

Diese Methode ist jedoch fehlerhaft weil:

• std::random_device() unzureichende Entropie zurückgibt.
• std::mt19937 gen(rd());gen() erzeugt möglicherweise keine gute Ausgabeverteilung.
• std::random_device kann als PRNG mit einem festen implementiert werden Seed.

Ein zuverlässigerer Ansatz ist die Verwendung eines CSPRNG, wie z. B. CryptGenRandom unter Windows oder /dev/urandom auf Unix-ähnlichen Systemen, um hochwertige Zufallsbytes für das Seeding des PRNG zu generieren. Zum Beispiel:

#include <bit>
#include <iostream>
#include <string>

size_t sysrandom(void* dst, size_t dstlen) {
    std::ifstream stream("/dev/urandom", std::ios_base::binary | std::ios_base::in);
    stream.read((char*)dst, dstlen);
    return dstlen;
}

int main() {
    std::uint_least32_t seed;
    sysrandom(&seed, sizeof(seed));
    std::mt19937 gen(seed);

    // Your code to use the generator here...
    return 0;
}

Dieser Code verwendet /dev/urandom als CSPRNG und setzt den PRNG mit einem 32-Bit-Wert, der aus Sicherheitsgründen erhöht werden sollte. Dieser Ansatz ist portierbar, gut getestet und einfach zu verwenden und bietet eine solide Grundlage für die Generierung von Zufallszahlen in C.

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