为一批程序播种随机数生成器答案

【问题标题】：Seeding random number generator for a batch of programs为一批程序播种随机数生成器
【发布时间】：2014-06-02 12:59:20
【问题描述】：

所以通常我使用类似的东西：

srand(time(0));

获得随每次程序调用而变化的伪随机性。但是，我现在的情况是，我有一批将同时启动的程序，并且由于 time 每秒只更改一次，所以大多数情况下我的所有程序都以相同的种子开始。

当我想同时启动一堆程序并且都获得不同的种子时，有什么更好的策略来播种我的 RNG？

【问题讨论】：

使用更细粒度的计时器（即系统纳秒计数器）并将其与进程 ID 混合。对于安全应用程序或蒙特卡洛模拟仍然不够好。
使用 rdtsc stackoverflow.com/a/7617612/995714，它是处理器启动后的伪周期数。如果您需要更多保证，请使用 PID 异或

标签： c random

【解决方案1】：

使用srand(time(0) ^ getpid()) 按特定于流程的值置换您的种子。这将确保在同一秒内启动的进程有不同的种子。请注意不要将其用于任何“重要”的事情，例如涉及密码学或真钱。

置换是使用“异或”或异或运算符“^”完成的。因为我们知道同时运行的两个进程必然具有不同的进程 ID，通过将 time(0) 的响应与当前 PID 进行异或运算，我们可以确保两个不同的进程不会具有完全相同的种子.

请注意，这是一个非常弱的保证，因为我们只是在玩弄一些位。如果时间恰好增加一秒，而进程 ID 恰好增加一，那么在某些情况下，您最终会得到相同的种子。

如果您需要真正不同的随机数种子，那么您希望从 /dev/random 读取 4 个字节，然后将其用作整数来为您的 RNG 提供种子。

同样，请不要将此随机数序列用于任何“重要”的事情。重要的是，我指的不仅仅是简单的蒙特卡罗模拟或剪刀石头布游戏。

【讨论】：

爱它。也许更深入地了解 XOR 如何创造新的独特价值。 +1
如果您手边有一个合适的库，您可能希望使用像 SHA-1 这样的安全散列函数来使您的 RNG 种子脱离当前时间和进程 ID 号。如果RNG真的很好，我猜这应该没关系，但我有点担心各种PID值只会相差几位。安全散列函数确实起到了散列的作用，即使输入的一个位差异也会导致输出的巨大差异。对于 RNG 系列的每个值，这可能太耗时，但对于种子来说应该没问题。
即使你使用 SHA-1 来生成种子，你也没有比对 time() 和 getpid() 的基本调用更多的熵，所以做任何更复杂的事情都是浪费精力。如果 OP 打算使用 srand/random，那么他们能做的最好的事情就是从 /dev/random 中提取种子。
+1 以获得time(0) ^ getpid()) 的合理且简单的解决方案。尽管gid 对它有一定的可预测性，当然time(0) 也有一些问题。也许如果每个程序都有自己的随机值，并在代码中构思和固定：time(0) ^ getpid() ^ my_program_mask。我想，归根结底，每个程序都需要调用一个真正随机的源。
这很棒。对于我的使用，我实际上只需要 getpid() 并且可以完全取消随机数（我只需要来回翻转一点），但如果将来有人发现这个答案，这将更加完整。

【解决方案2】：

也许您需要使用getpid() 以及一些亚秒时间（也可能是整个第二时间）。也许对值进行 MD5 哈希，然后使用它？使用getpid() 可以保证您使用的部分数据对于每个进程都是唯一的，但它本身并不会给您的种子带来很大的随机性。当然，使用rand() 并不能保证是一个好的随机数生成器。你当然不能用它来加密。

【讨论】：

【解决方案3】：

可以将time(0)与其他特定于某些项目特定的值相结合。例如，XOR它具有程序名称的体面散列（argv[0]通常足够），甚至只是（最好是一个散列）进程ID（如果它们在同一主机上启动，否则XOR进一步主机名或 IP 的哈希值）。您甚至可以使用UUID的哈希。

注意：只需与进程ID的xoring非常弱 - 如果在进程开始时第二次刻录，则可以很容易地在时间值中翻转的位与两个过程ID之间不同的比特相匹配，离开产生的种子相同。也就是说，投入了一定的努力，与您有多少次关心的努力相称....

【讨论】：