Golang 加密洗牌

Question

我正在尝试在 Go 中实现一个字符串 shuffle 函数，它使用 crypto/rand 而不是 math/rand。在费雪耶茨洗牌需要随机整数，所以我一直在努力，实现该功能，而无需使用密码/兰特诠释依赖于数学/大。以下是迄今为止我想出的最好的方法，但有更好的方法吗？我找不到现有示例的事实让我想知道为什么没有人这样做是有充分理由的！

package main

import "crypto/rand"
import "fmt"
import "encoding/binary"

func randomInt(max int) int {
    var n uint16
    binary.Read(rand.Reader, binary.LittleEndian, &n)
    return int(n) % max
}

func shuffle(s *[]string) {
        slice := *s
        for i := range slice {
                j := randomInt(i + 1)
                slice[i], slice[j] = slice[j], slice[i]
        }
        *s = slice
    }

func main() {
        slice := []string{"a", "b", "c", "d", "e", "f", "h", "i", "j", "k"}
        shuffle(&slice)
        fmt.Println(slice)
}

Answer 1

Go 的math/rand库有很好的工具可以从Source.

// A Source represents a source of uniformly-distributed 
// pseudo-random int64 values in the range [0, 1<<63).

type Source interface {
    Int63() int64
    Seed(seed int64)
}

NewSource(seed int64)返回内置的确定性 PRNG，但New(source Source)将允许满足Source接口的任何内容。

这是一个Source由crypto/rand.

type CryptoRandSource struct{}

func NewCryptoRandSource() CryptoRandSource {
    return CryptoRandSource{}
}

func (_ CryptoRandSource) Int63() int64 {
    var b [8]byte
    rand.Read(b[:])
    // mask off sign bit to ensure positive number
    return int64(binary.LittleEndian.Uint64(b[:]) & (1<<63 - 1))
}

func (_ CryptoRandSource) Seed(_ int64) {}

你可以这样使用它：

r := rand.New(NewCryptoRandSource())

for i := 0; i < 10; i++ {
    fmt.Println(r.Int())
}

该math/rand库具有正确实施的Intn()方法，可确保均匀分布。

func (r *Rand) Intn(n int) int {
    if n <= 0 {
        panic("invalid argument to Intn")
    }
    if n <= 1<<31-1 {
        return int(r.Int31n(int32(n)))
    }
    return int(r.Int63n(int64(n)))
}

func (r *Rand) Int31n(n int32) int32 {
    if n <= 0 {
        panic("invalid argument to Int31n")
    }
    if n&(n-1) == 0 { // n is power of two, can mask
        return r.Int31() & (n - 1)
    }
    max := int32((1 << 31) - 1 - (1<<31)%uint32(n))
    v := r.Int31()
    for v > max {
        v = r.Int31()
    }
    return v % n
}

func (r *Rand) Int63n(n int64) int64 {
    if n <= 0 {
        panic("invalid argument to Int63n")
    }
    if n&(n-1) == 0 { // n is power of two, can mask
        return r.Int63() & (n - 1)
    }
    max := int64((1 << 63) - 1 - (1<<63)%uint64(n))
    v := r.Int63()
    for v > max {
        v = r.Int63()
    }
    return v % n
}

加密散列函数也可以包装为Source随机性的替代方法。