Linux программирование в примерах - Роббинс Арнольд

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>