使用机器的堆栈指针播种 PRNG 是否有任何可能的并发症？答案

【问题标题】：Are there any possible complications from seeding a PRNG with the machine's stack pointer?使用机器的堆栈指针播种 PRNG 是否有任何可能的并发症？
【发布时间】：2014-03-15 00:42:46
【问题描述】：

我对低级编程和 x86 架构有一个粗略的了解。据我了解，当前堆栈指针（英特尔机器上的SP、ESP 或RSP）处的值是不可预测的，因为它很可能在一秒钟内更改多次，我觉得它是一个更好的不可预测种子比当前系统时间（通常以秒为单位）。

例如：

.386
.MODEL FLAT, STDCALL
.DATA
    fmt db "%d", 10, 0
.CODE
INCLUDELIB MSVCRT
EXTERN printf:PROC
EXTERN rand:PROC
EXTERN srand:PROC
_main PROC
    push ebp
    mov ebp, esp

    push esp
    call srand
    add esp, 4

    mov ecx, 10

l1:
    push ecx
    call rand
    push eax
    push offset fmt
    call printf
    add esp, 8
    pop ecx
    loop l1

    mov esp, ebp
    pop ebp
    add esp, 4
    jmp dword ptr [esp-4]
_main ENDP
END

即使同一程序在一秒钟内执行多次，该程序的输出也会有所不同。

但是，我认为，由于我很可能不是这个星球上第一个想到这个想法的人，如果我这样做有任何潜在的陷阱或灾难的风险这样 - 正如我之前所说，我现在才学习组装。

【问题讨论】：

标签： assembly random x86 cpu-registers

【解决方案1】：

虽然堆栈指针不会保持不变的基本假设是合理的，但将其用作随机数生成器存在几个主要问题：

首先-当您在程序中处于同一级别时（例如，4 个函数）-堆栈指针将保持几乎不变。例如，如果我从 main 到 proc1 到 proc2，那么每次进入 proc1 都会将 5 个项目压入堆栈，每次离开 proc1 都会从堆栈中弹出 7 个项目。最后，每当我进入 proc1 时，我的堆栈指针几乎都在同一个地方。这在随机数生成器的情况下很糟糕，因为如果你多次调用它，你通常会以相同的深度调用它，因此大约是相同的堆栈指针。如果您在递归函数中使用它，这不是问题，但这是非常有限的。

第二 - 虽然堆栈指针确实发生了变化，但并没有太大变化。良好的随机性不仅意味着良好的随机函数，还意味着良好的种子 - 高级/密码系统可以并且经常确实将其熵“耗尽”。从某种意义上说，在 random 函数的两次连续运行之间，您的堆栈指针仅更改了大约 0x10 到 0x40 字节，这对于良好的随机性来说还远远不够。

最后 - 堆栈的起始大小对程序输出有很大影响。堆栈是从大小 0x1000 开始还是从大小 0x3000 开始都会对输出产生重大影响，因为输入值通常会徘徊在该起始值附近（假设您的程序不是特别大），使其成为主要来源过程中的随机性。

组装中的随机性很难，但这不是解决方案

【讨论】：

【解决方案2】：

Time Stamp Counter 前进得非常快，而堆栈指针（和其他寄存器）可能会在程序运行期间使用一些地址（基本上，每个可能的调用链对应一个指向你的播种函数的调用链，可能只有一个)。

您需要 PRNG 做什么？在 Linux 上有随机设备，专门用于此类用途。 AFAIU，BSD Unices 也有类似的东西。对于模拟或测试，能够重复序列是有用的；例如TSC当前时间的游戏播种应该很多。

【讨论】：