如何在 C 中可靠地播种 mt19937 以生成高质量的随机数？

解决 C 语言中的 PRNG 播种问题

尽管广泛使用了对于随机数生成，该方法通常依赖于 std::random_device，但它存在一些限制。认识到这些问题，本讨论探讨了如何彻底、可移植且简洁地为 mt19937 PRNG 提供种子。

避免单独依赖 std::random_device 和 time(NULL)

单独使用 std::random_device 或 time(NULL) 不足以进行播种mt19937 由于低熵和不均匀分布。

解决方案：使用 CSPRNG 包装器

最小的解决方案是在 CSPRNG 周围使用包装器，例如 sysrandom定义如下。此包装器提供对加密级随机字节的访问：

size_t sysrandom(void* dst, size_t dstlen);

特定于平台的实现

对于 Windows，我们可以利用 CryptGenRandom：

size_t sysrandom(void* dst, size_t dstlen)
{
    HCRYPTPROV ctx;
    ... // Acquire and release cryptographic context
    CryptGenRandom(ctx, dstlen, dst);
    return dstlen;
}

在类 Unix 系统上，我们可以使用/dev/urandom:

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

播种 mt19937

使用 sysrandom 包装器，我们可以为 mt19937 播种足够的位：

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

比较Boost

此方法与 boost::random_device 类似，后者在各种平台上利用安全 CSPRNG。

其他注意事项

在 Linux 上，getrandom提供了 /dev/urandom 的更安全的替代方案。 OpenBSD 缺少 /dev/urandom；相反，使用 getentropy。

结论

本文提供了有效播种 mt19937 PRNG 的全面指南，确保在 C 中生成高质量的随机数

以上是如何在 C 中可靠地播种 mt19937 以生成高质量的随机数？的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！