Java SecureRandom 声明应该是特定于静态类的，也可以是特定于实例的答案

【问题标题】：Java SecureRandom declaration should be static class specific or can be instance specificJava SecureRandom 声明应该是特定于静态类的，也可以是特定于实例的
【发布时间】：2021-09-18 00:25:57
【问题描述】：

我正在尝试使用 SecureRandom 在我的 java 项目中生成随机数。但我有点困惑如何为SecureRandom 保留我的对象。它应该是static 类成员。我不打算从外面打电话给这个。以下是我目前的实现：

Class MyClass {

    private static final SecureRandom secureRandom = new SecureRandom();

    private long calculate(int noOfRetry){
        final long value = someValueCalculationWith-noOfRetry;
        final float randomNo = secureRandom().nextFloat() + 1;
        return (long) (value*randomNo);
    }
}

这是在 java 中使用 SecureRandom 的正确方法吗？

【问题讨论】：

取决于上下文，请参阅此处了解一些非常好的信息重新熵问题stackoverflow.com/questions/27622625/…
请注意 float 和 double 具有非常有趣的属性 w.r.t。精度、舍入和随机性。当我看到在安全应用程序中使用float 或double 时，我总是感到有点不寒而栗——有些东西可能不合时宜。使用例如nextInt(int max) 代替。
哦，这似乎是一个随机超时或其他什么，也要注意这可能会成功隐藏一个计算的计算时间，但统计数据仍然可以提供有趣的细节。例如。如果您将最小额外时间添加到最小运行时间，您会泄漏后者，即使对于该特定实例也是如此。有一个恒定时间的实现可能会更好地隐藏东西。

标签： java random cryptography

【解决方案1】：

我完全同意 Maartens 的回答。但是可以注意到 java.util 类为 SecureRandom 自身创建了静态。

public final class UUID implements java.io.Serializable, Comparable<UUID> {

    ...

    /*
     * The random number generator used by this class to create random
     * based UUIDs. In a holder class to defer initialization until needed.
     */
    private static class Holder {
        static final SecureRandom numberGenerator = new SecureRandom();
    }

【讨论】：

【解决方案2】：

不，不要这样做static。如果您愿意，可以将其设为实例字段，但将其设为类字段并不是最佳选择。例如。请参阅派生自 Random 类的线程安全说明：

java.util.Random 的实例是线程安全的。但是，跨线程并发使用相同的java.util.Random 实例可能会遇到争用，从而导致性能下降。考虑在多线程设计中改用ThreadLocalRandom。

请注意，ThreadLocalRandom 在密码学上不是安全的，因此对您来说不是一个好选择。一般来说，您应该尽量避免使用static 类字段，尤其是当实例是有状态的时。

如果您只需要一个或几个不在紧密循环中的方法中的随机实例，那么将其设置为本地实例是非常好的（换句话说，只需使用var rng = new SecureRandom()，或者如果您只使用new SecureRandom()有一个需要它的方法调用）。

【讨论】：

谢谢伙计……我明白了。所以在同一个方法中，我可以像这样多次调用 new SecureRandom() ：final float randomNo = new SecureRandom().nextFloat() + 1;
这里只是一个注释。根据此链接 SecureRandom 保证是线程安全的bugs.openjdk.java.net/browse/JDK-8165115 特别是似乎不需要同步对 nextFloat 的访问，唯一的同步方法与种子和生成字节数组有关。
好吧，在同样的方法中，我只创建一个实例并使用一个变量。 SecureRandom 的初始化时间并不长，但是一次总比多次好。
@avd 当然，应该是这样，因为 - 作为子类 - 它需要遵守 Random 的规范。这就是为什么我引用了该类的 JavaDoc 的引用。看来，该实现仅允许SecureRandomSpi 依赖SecureRandom 来确保线程安全。也许一些外部提供者没有阅读Random 类文档:)
我在您的文章中没有看到任何可以证明将静态使用描述为“危险”的内容。可能会很慢，但并不危险。