PHP中的随机性 你觉得自己幸运吗?,php随机性觉得
PHP中的随机性 你觉得自己幸运吗?,php随机性觉得
本文分析了生成用于加密的随机数的相关问题。 PHP 5没有提供一种简单的机制来生成密码学上强壮的随机数,但是PHP 7通过引入几个CSPRNG函数来解决了这个问题。
一、什么是CSPRNG
引用维基百科,一个密码学上安全的伪随机数发生器(Cryptographically Secure Pseudorandom Number Generator 缩写CSPRNG)是一个伪随机数生成器(PRNG),其生成的伪随机数适用于密码学算法。
CSPRNG可能主要用于:
- 密钥生成(例如,生成复杂的密钥)
- 为新用户产生随机的密码
- 加密系统
获得高级别安全性的一个关键方面就是高品质的随机性
二、PHP7 中的CSPRNG
PHP 7引入了两个新函数可以用来实现CSPRNG: random_bytes 和 random_int。
random_bytes 函数返回一个字符串,接受一个int型入参代表返回结果的字节数。
例子:
$bytes = random_bytes('10'); var_dump(bin2hex($bytes)); //possible ouput: string(20) "7dfab0af960d359388e6"
random_int 函数返回一个指定范围内的int型数字。
例子:
var_dump(random_int(1, 100)); //possible output: 27
三、后台运行环境
以上函数的随机性不同的取决于环境:
- 在window上,CryptGenRandom()总是被使用。
- 在其他平台,arc4random_buf()如果可用会被使用(在BSD系列或者具有libbsd的系统上成立)
- 以上都不成立的话,一个linux系统调用getrandom(2)会被使用。
- 如果还不行,/dev/urandom 会被作为最后一个可使用的工具
- 如果以上都不行,系统会抛出错误
四、一个简单的测试
一个好的随机数生成系统保证合适的产生“质量”。为了检查这个质量, 通常要执行一连串的统计测试。不需要深入研究复杂的统计主题,比较一个已知的行为和数字生成器的结果可以帮助质量评价。
一个简单的测试是骰子游戏。假设掷1个骰子1次得到结果为6的概率是1/6,那么如果我同时掷3个骰子100次,得到的结果粗略如下:
0 个6 = 57.9 次
1 个6 = 34.7次
2 个6 = 6.9次
3 个6 = 0.5次
以下是是实现实现掷骰子1,000,000次的代码:
$times = 1000000; $result = []; for ($i=0; $i<$times; $i++){ $dieRoll = array(6 => 0); //initializes just the six counting to zero $dieRoll[roll()] += 1; //first die $dieRoll[roll()] += 1; //second die $dieRoll[roll()] += 1; //third die $result[$dieRoll[6]] += 1; //counts the sixes } function roll(){ return random_int(1,6); } var_dump($result);
用PHP7 的 random_int 和简单的 rand 函数可能得到如下结果
如果先看到rand 和 random_int 更好的比较我们可以应用一个公式把结果画在图上。公式是:(php结果-期待的结果)/期待结果的0.5次方。
结果图如下:
(接近0的值更好)
尽管3个6的结果表现不好,并且这个测试对实际应用来说太过简单我们仍可以看出 random_int 表现优于 rand.
进一步,我们的应用的安全级别由于不可预测性和随机数发生器的可重复行为而得到提升。
PHP5 呢
缺省情况下,PHP5 不提供强壮的随机数发生器。实际上,还是有选择的比如 openssl_random_pseudo_bytes(), mcrypt_create_iv() 或者直接使用fread()函数来使用 /dev/random 或 /dev/urandom 设备。也有一些包比如 RandomLib 或 libsodium.
如果你想要开始使用一个更好的随机数发生器并且同时准备好使用PHP7,你可以使用Paragon Initiative Enterprises random_compat 库。 random_compat 库允许你在 PHP 5.x project.使用 random_bytes() and random_int()
这个库可以通过Composer安装:
composer require paragonie/random_compat require 'vendor/autoload.php'; $string = random_bytes(32); var_dump(bin2hex($string)); // string(64) "8757a27ce421b3b9363b7825104f8bc8cf27c4c3036573e5f0d4a91ad2aaec6f" $int = random_int(0,255); var_dump($int); // int(81)
random_compat 库和PHP7使用不同的顺序:
fread() /dev/urandom if available mcrypt_create_iv($bytes, MCRYPT_CREATE_IV) COM('CAPICOM.Utilities.1')->GetRandom() openssl_random_pseudo_bytes()
这个库的一个简单应用用来产生密码:
$passwordChar = '0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ'; $passwordLength = 8; $max = strlen($passwordChar) - 1; $password = ''; for ($i = 0; $i < $passwordLength; ++$i) { $password .= $passwordChar[random_int(0, $max)]; } echo $password; //possible output: 7rgG8GHu
总结
你总是应该使用一个密码学上安全的伪随机数生成器,random_compat 库提供了一种好的实现。
如果你想要使用可靠的随机数据源,如你在本文所见,建议尽快使用 random_int 和 random_bytes。
以上就是关于php随机性的相关内容,希望对大家的学习有所帮助。
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PHP和Python各有優勢,選擇依據項目需求。 1.PHP適合web開發,尤其快速開發和維護網站。 2.Python適用於數據科學、機器學習和人工智能,語法簡潔,適合初學者。

PHP在電子商務、內容管理系統和API開發中廣泛應用。 1)電子商務:用於購物車功能和支付處理。 2)內容管理系統:用於動態內容生成和用戶管理。 3)API開發:用於RESTfulAPI開發和API安全性。通過性能優化和最佳實踐,PHP應用的效率和可維護性得以提升。

PHP是一種廣泛應用於服務器端的腳本語言,特別適合web開發。 1.PHP可以嵌入HTML,處理HTTP請求和響應,支持多種數據庫。 2.PHP用於生成動態網頁內容,處理表單數據,訪問數據庫等,具有強大的社區支持和開源資源。 3.PHP是解釋型語言,執行過程包括詞法分析、語法分析、編譯和執行。 4.PHP可以與MySQL結合用於用戶註冊系統等高級應用。 5.調試PHP時,可使用error_reporting()和var_dump()等函數。 6.優化PHP代碼可通過緩存機制、優化數據庫查詢和使用內置函數。 7

PHP仍然具有活力,其在現代編程領域中依然佔據重要地位。 1)PHP的簡單易學和強大社區支持使其在Web開發中廣泛應用;2)其靈活性和穩定性使其在處理Web表單、數據庫操作和文件處理等方面表現出色;3)PHP不斷進化和優化,適用於初學者和經驗豐富的開發者。

PHP和Python各有優勢,選擇應基於項目需求。 1.PHP適合web開發,語法簡單,執行效率高。 2.Python適用於數據科學和機器學習,語法簡潔,庫豐富。

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PHP適合web開發,特別是在快速開發和處理動態內容方面表現出色,但不擅長數據科學和企業級應用。與Python相比,PHP在web開發中更具優勢,但在數據科學領域不如Python;與Java相比,PHP在企業級應用中表現較差,但在web開發中更靈活;與JavaScript相比,PHP在後端開發中更簡潔,但在前端開發中不如JavaScript。

PHP主要是過程式編程,但也支持面向對象編程(OOP);Python支持多種範式,包括OOP、函數式和過程式編程。 PHP適合web開發,Python適用於多種應用,如數據分析和機器學習。
