取随机数

时间  2019-12-10
标签 随机数 繁體版
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1、问题

     Shell下有时须要使用随机数，在此总结产生随机数的方法。计算机产生的的只是“伪随机数”，不会产生绝对的随机数（是一种理想随机数）。伪随机数在大量重现时也并不必定保持惟一，但一个好的伪随机产生算法将能够产生一个很是长的不重复的序列。linux

2、随机数

一、生成随机数的七种方法

（1）经过内部系统变量（$RANDOM）算法

echo $RANDOMshell

生成0-32767之间的整数随机数，若超过5位能够加个固定10位整数，而后进行求余。安全

生成400000~500000的随机数：bash

 

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  1. #!/bin/bash    
  2.     
  3. function rand(){    
  4.     min=$1    
  5.     max=$(($2-$min+1))    
  6.     num=$(($RANDOM+1000000000)) #增长一个10位的数再求余    
  7.     echo $(($num%$max+$min))    
  8. }    
  9.     
  10. rnd=$(rand 400000 500000)    
  11. echo $rnd    
  12.     
  13. exit 0    

 

（2）使用awk的随机函数网络

 awk 'BEGIN{srand();print rand()*1000000}'    #能够加上if判断，779644dom

（3）openssl rand产生随机数函数

openssl rand 用于产生指定长度个bytes的随机字符。-base64或-hex对随机字符串进行base64编码或用hex格式显示。工具

openssl rand -base64 8 | md5sum | cut -c1-8    #八位字母和数字的组合，3a61800eui

openssl rand -base64 8 | cksum | cut -c1-8       #八位数字，10784736

（4）经过时间得到随机数（date）

date +%s%N       #生成19位数字，1287764807051101270

date +%s%N | cut -c6-13   #取八位数字，21793709

date +%s%N | md5sum | head -c 8   #八位字母和数字的组合，87022fda

生成1~50的随机数：

 

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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）经过系统内惟一数据生成随机数（/dev/random及/dev/urandom）

/dev/random存储系统当前运行的环境的实时数据，能够看做系统某时候的惟一值数据，提供优质随机数。

/dev/urandom是非阻塞的随机数产生器，读取时不会产生阻塞，速度更快、安全性较差的随机数发生器。

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

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

cat /dev/urandom | sed -e 's/[^a-zA-Z0-9]//g' | strings -n 8 | head -n 1   #生成数字加字母的随机字符串，Ql2q9CXS

其中 strings -n设置字符串的字符数，head -n设置输出的行数。

head-200/dev/urandom| cksum |cut-d" " -f1   #urandom的数据不少使用cat会比较慢，在此使用head读200行，cksum将读取文件内容生成惟一的表示整型数据，cut以” “分割而后获得分割的第一个字段数据

（6）读取linux的uuid码

       UUID码全称是通用惟一识别码 (Universally Unique Identifier, UUID)，UUID格式是：包含32个16进制数字，以“-”链接号分为五段，形式为8-4-4-4-12的32个字符。linux的uuid码也是有内核提供的，在/proc/sys/kernel/random/uuid这个文件内。cat/proc/sys/kernel/random/uuid每次获取到的数据都会不一样。

       cat /proc/sys/kernel/random/uuid| cksum | cut -f1 -d" "    #获取不一样的随机整数，1675034933

       cat /proc/sys/kernel/random/uuid| md5sum | cut -c1-8    #数字加字母的随机数，d69a7ebf

使用linux uuid 生成100~500随机数：

 

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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）从元素池中随机抽取取

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))]}

用于生成一段特定长度的有数字和字母组成的字符串，字符串中元素来自自定义的池子。

 

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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、随机数应用

（1）随机数在互联网中应用普遍如计算机仿真模拟、数据加密、网络游戏等，在登陆某些论坛或游戏时，系统会产生一个由随机数字和字母组成的图片，用户必须正确输入，这是防止恶意攻击的很好的方法，因比较难破解图片格式的字符。其关键技术就是产生随机数，再使用ASP.NET等工具将这些字符串封装成图片格式以做为验证图片。

（2）网络游戏中也常利用随机数完成一些功能，好比掷骰子、发扑克牌等。如下是连续掷1000次骰子，而后统计出1～6点的次数：

 

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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产生的随机数基本在平均值左右浮动（即方差较小）。

（3）批量建立10个系统账号，密码随机

先看看指定用户密码的脚本：

 

[cpp]  view plain copy
 
  1. #!/bin/bash  
  2. #批量建立10个系统账号并设置密码，账号和密码相同  
  3. for name in `seq -w 10`  
  4. do  
  5.     #非交互式的输入密码  
  6.     useradd linux$name && echo "linux$name" | passwd --stdin linux$name  
  7. done  

10个用户用户名和密码相同都从linux-01到linux-10，再看看用户密码随机生成的脚本：

 

[cpp]  view plain copy
 
  1. #!/bin/bash  
  2. #批量建立10个系统账号并设置密码  
  3. rm -f user.log  
  4. for name in `seq -w 10`  
  5. do  
  6.     #非交互式的输入随机密码  
  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   #保存用户名密码以查阅  
  12. done  

对比能够看出，随机生成密码的灵活性和保密性，管理员能够打开user.log文件，记录刚建立的十个用户的信息。

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