取隨機數

時間  2019-12-10
標籤 隨機數 简体版
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1、問題

     Shell下有時須要使用隨機數，在此總結產生隨機數的方法。計算機產生的的只是「僞隨機數」，不會產生絕對的隨機數（是一種理想隨機數）。僞隨機數在大量重現時也並不必定保持惟一，但一個好的僞隨機產生算法將能夠產生一個很是長的不重複的序列。linux

2、隨機數

一、生成隨機數的七種方法

（1）經過內部系統變量（$RANDOM）算法

echo $RANDOMshell

生成0-32767之間的整數隨機數，若超過5位能夠加個固定10位整數，而後進行求餘。安全

生成400000~500000的隨機數：bash

 

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  1. #!/bin/bash    
  2.     
  3. function rand(){    
  4.     min=$1    
  5.     max=$(($2-$min+1))    
  6.     num=$(($RANDOM+1000000000)) #增長一個10位的數再求餘    
  7.     echo $(($num%$max+$min))    
  8. }    
  9.     
  10. rnd=$(rand 400000 500000)    
  11. echo $rnd    
  12.     
  13. exit 0    

 

（2）使用awk的隨機函數網絡

 awk 'BEGIN{srand();print rand()*1000000}'    #能夠加上if判斷，779644dom

（3）openssl rand產生隨機數函數

openssl rand 用於產生指定長度個bytes的隨機字符。-base64或-hex對隨機字符串進行base64編碼或用hex格式顯示。工具

openssl rand -base64 8 | md5sum | cut -c1-8    #八位字母和數字的組合，3a61800eui

openssl rand -base64 8 | cksum | cut -c1-8       #八位數字，10784736

（4）經過時間得到隨機數（date）

date +%s%N       #生成19位數字，1287764807051101270

date +%s%N | cut -c6-13   #取八位數字，21793709

date +%s%N | md5sum | head -c 8   #八位字母和數字的組合，87022fda

生成1~50的隨機數：

 

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  1. #!/bin/bash    
  2.     
  3. function rand(){    
  4.     min=$1    
  5.     max=$(($2-$min+1))    
  6.     num=$(date +%s%N)    
  7.     echo $(($num%$max+$min))    
  8. }    
  9.     
  10. rnd=$(rand 1 50)    
  11. echo $rnd    
  12.     
  13. exit 0  

 

（5）經過系統內惟一數據生成隨機數（/dev/random及/dev/urandom）

/dev/random存儲系統當前運行的環境的實時數據，能夠看做系統某時候的惟一值數據，提供優質隨機數。

/dev/urandom是非阻塞的隨機數產生器，讀取時不會產生阻塞，速度更快、安全性較差的隨機數發生器。

cat /dev/urandom | head -n 10 | md5sum | head -c 10     #32f1e953ac

cat /dev/urandom | strings -n 8 | head -n 1      #生成全字符的隨機字符串，08?WU$ZU

cat /dev/urandom | sed -e 's/[^a-zA-Z0-9]//g' | strings -n 8 | head -n 1   #生成數字加字母的隨機字符串，Ql2q9CXS

其中 strings -n設置字符串的字符數，head -n設置輸出的行數。

head-200/dev/urandom| cksum |cut-d" " -f1   #urandom的數據不少使用cat會比較慢，在此使用head讀200行，cksum將讀取文件內容生成惟一的表示整型數據，cut以」 「分割而後獲得分割的第一個字段數據

（6）讀取linux的uuid碼

       UUID碼全稱是通用惟一識別碼 (Universally Unique Identifier, UUID)，UUID格式是：包含32個16進制數字，以「-」鏈接號分爲五段，形式爲8-4-4-4-12的32個字符。linux的uuid碼也是有內核提供的，在/proc/sys/kernel/random/uuid這個文件內。cat/proc/sys/kernel/random/uuid每次獲取到的數據都會不一樣。

       cat /proc/sys/kernel/random/uuid| cksum | cut -f1 -d" "    #獲取不一樣的隨機整數，1675034933

       cat /proc/sys/kernel/random/uuid| md5sum | cut -c1-8    #數字加字母的隨機數，d69a7ebf

使用linux uuid 生成100~500隨機數：

 

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  1. #!/bin/bash    
  2.     
  3. function rand(){    
  4.     min=$1    
  5.     max=$(($2-$min+1))    
  6.     num=$(cat /proc/sys/kernel/random/uuid | cksum | awk -F ' ' '{print $1}')    
  7.     echo $(($num%$max+$min))    
  8. }    
  9.     
  10. rnd=$(rand 100 500)    
  11. echo $rnd    
  12.     
  13. exit 0    

 

（7）從元素池中隨機抽取取

pool=(a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10)

num=${#pool[*]}

result=${pool[$((RANDOM%num))]}

用於生成一段特定長度的有數字和字母組成的字符串，字符串中元素來自自定義的池子。

 

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  1. #!/bin/bash  
  2. length=8  
  3. i=1  
  4.   
  5. seq=(0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z)  
  6.   
  7. num_seq=${#seq[@]}  
  8.   
  9. while [ "$i" -le "$length" ]  
  10. do  
  11.  seqrand[$i]=${seq[$((RANDOM%num_seq))]}  
  12.  let "i=i+1"  
  13. done  
  14.   
  15. echo "The random string is:"  
  16. for j in ${seqrand[@]}  
  17. do  
  18.  echo -n $j  
  19. done  
  20. echo  

 

二、隨機數應用

（1）隨機數在互聯網中應用普遍如計算機仿真模擬、數據加密、網絡遊戲等，在登陸某些論壇或遊戲時，系統會產生一個由隨機數字和字母組成的圖片，用戶必須正確輸入，這是防止惡意攻擊的很好的方法，因比較難破解圖片格式的字符。其關鍵技術就是產生隨機數，再使用ASP.NET等工具將這些字符串封裝成圖片格式以做爲驗證圖片。

（2）網絡遊戲中也常利用隨機數完成一些功能，好比擲骰子、發撲克牌等。如下是連續擲1000次骰子，而後統計出1～6點的次數：

 

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  1. #!/bin/bash  
  2.   
  3. #RANDOM=$$  
  4.   
  5. PIPS=6  
  6. MAX=1000  
  7. throw=1  
  8.   
  9. one=0  
  10. two=0  
  11. three=0  
  12. four=0  
  13. five=0  
  14. six=0  
  15.   
  16. count()  
  17. {  
  18. case "$1" in  
  19.  0) let "one=one+1";;  
  20.  1) let "two=two+1";;  
  21.  2) let "three=three+1";;  
  22.  3) let "four=four+1";;  
  23.  4) let "five=five+1";;  
  24.  5) let "six=six+1";;  
  25. esac  
  26. }  
  27.   
  28. while [ "$throw" -le "$MAX" ]  
  29. do  
  30.   let "dice=RANDOM % $PIPS"  
  31.   count $dice  
  32.   let "throw=throw+1"  
  33. done  
  34.   
  35. echo "The statistics results are as follows:"  
  36. echo "one=$one"  
  37. echo "two=$two"  
  38. echo "three=$three"  
  39. echo "four=$four"  
  40. echo "five=$five"  
  41. echo "six=$six"  

RANDOM產生的隨機數基本在平均值左右浮動（即方差較小）。

（3）批量建立10個系統賬號，密碼隨機

先看看指定用戶密碼的腳本：

 

[cpp]  view plain copy
 
  1. #!/bin/bash  
  2. #批量建立10個系統賬號並設置密碼，賬號和密碼相同  
  3. for name in `seq -w 10`  
  4. do  
  5.     #非交互式的輸入密碼  
  6.     useradd linux$name && echo "linux$name" | passwd --stdin linux$name  
  7. done  

10個用戶用戶名和密碼相同都從linux-01到linux-10，再看看用戶密碼隨機生成的腳本：

 

[cpp]  view plain copy
 
  1. #!/bin/bash  
  2. #批量建立10個系統賬號並設置密碼  
  3. rm -f user.log  
  4. for name in `seq -w 10`  
  5. do  
  6.     #非交互式的輸入隨機密碼  
  7.     password=`echo $RANDOM | md5sum | cut -c1-8`  
  8.     #可使用password=`echo "date $RANDOM" | md5sum | cut -c3-11`  
  9.     #也可使用password=`penssl rand -base64 8 | md5sum | cut -c1-8`  
  10.     useradd linux$name && echo password | passwd --stdin linux$name  
  11.     echo -e "user=linux$name \t passwd=$password" >> user.log   #保存用戶名密碼以查閱  
  12. done  

對比能夠看出，隨機生成密碼的靈活性和保密性，管理員能夠打開user.log文件，記錄剛建立的十個用戶的信息。

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