Linux программирование в примерах - Роббинс Арнольд
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
n должен равняться одному из значений 8, 32, 64, 128 или 256. Большие значения дают лучшие последовательности случайных чисел. Значения меньше 8 заставляют random() использовать простой генератор случайных чисел, сходный с rand(). Значения больше 8, не равные одному из значений в списке, округляются до ближайшего подходящего значения.
char *setstate(char *state);
Устанавливает внутреннее состояние в соответствии с массивом state, который должен быть инициализирован посредством initstate(). Это позволяет переключаться по желанию между различными состояниями, предоставляя множество генераторов случайных чисел.
Если initstate() и setstate() никогда не вызывались, random() использует массив внутреннего состояния размером 128.
Массив state непрозрачен; вы инициализируете его с помощью initstate() и передается функции random() посредством setstate(), но в другом отношении вам не нужно заглядывать в него. Если вы используете initstate() и setstate(). srandom() вызывать не нужно, поскольку начальное значение включено в информацию о состоянии. ch12-random.c использует эти процедуры вместо rand(). Используется также обычная методика, которая заключается в использовании в качестве начального значения генератора случайных чисел времени дня, добавленного к PID.
1 /* ch12-random.c --- генерация вращения костей с использованием random(). */
2
3 #include <stdio.h>
4 #include <stdlib.h>
5 #include <sys/types.h>
6 #include <unistd.h>
7
8 char *die_faces[] = { /* Управляет ASCII графика! */
/* ... как раньше ... */
32 };
33
34 /* main --- выводит N различных граней кубиков */
35
36 int main(int argc, char **argv)
37 {
38 int nfaces;
39 int i, j, k;
40 char state[256];
41 time_t now;
42
/* ... проверка args, вычисление nfaces, как раньше ... */
55
56 (void)time(&now); /* В качестве начального значения используются время дня и PID */
57 (void) initstate((unsigned int)(now + getpid()), state, sizeof state);
58 (void)setstate(state);
59
60 for (i = 1; i <= nfaces; i++) {
61 j = random() % 6; /* использовать диапазон 0 <= j <= 5 */
62 printf("+-------+n");
63 for (k = 0; k < 3; k++)
64 printf("|%s|n", die_faces[(j * 3) + k]);
65 printf("+-------+nn");
66 }
67
68 return 0;
69 }
Включение PID в состав начального значения гарантирует, что вы получите различные результаты, даже если две программы будут запушены в течение одной и той же секунды.
Поскольку она создает последовательности случайных чисел лучшего качества, random() является более предпочтительной по сравнению с rand(), и GNU/Linux и все современные системы Unix ее поддерживают.
12.6.3. Особые файлы /dev/random и /dev/urandom
Как rand(), так и srandom() являются генераторами псевдослучайных чисел. Их вывод для одного и того же начального значения является воспроизводимой последовательностью чисел. Некоторым приложениям, подобным криптографическим, необходимо, чтобы их случайные числа были действительно (более) случайными. С этой целью ядро Linux, также как различные BSD и коммерческие Unix системы предусматривают специальные файлы устройств, которые предоставляют доступ к «энтропийному пулу» случайных битов, которые ядро собирает от физических устройств и других источников. Из справочной страницы random(4):
/dev/random
[Байты, прочитанные из этого файла, находятся] внутри предполагаемого числа шумовых битов в энтропийном пуле, /dev/random должен подходить для использования в случаях, когда необходим высокий уровень случайности, таких, как одноразовая генерация ключа или блока памяти. Когда энтропийный пул пустой, чтение /dev/random будет блокироваться до тех пор, пока не будет собран дополнительный шум окружения.
/dev/urandom
[Это устройство будет] возвращать столько байтов, сколько затребовано. В результате, если нет достаточной энтропии в энтропийном пуле, возвращаемые значения теоретически уязвимы для криптографической атаки алгоритма, использованного драйвером. Знание того, как это сделать, недоступно в современной не секретной литературе, но теоретически возможно существование подобной атаки. Если для вашего приложения это представляет проблему, вместо этого используйте /dev/random.
Для большинства приложений чтения из /dev/urandom должно быть вполне достаточно. Если вы собираетесь написать криптографические алгоритмы высокого качества, следует сначала почитать о криптографии и случайности; не полагайтесь здесь на поверхностное представление! Вот еще одна наша программа для бросания костей, использующая /dev/urandom:
1 /* ch12-devrandom.с --- генерирует бросание костей, используя /dev/urandom. */
2
3 #include <stdio.h>
4 #include <fcntl.h>
