Random.Next() 可以从它的输出中预测吗

Question

拥有这个（简化的）C# 类：

public static class RandomValue
{
    private static readonly Random s_random = new Random();

    public static int GetRandomValue()
    {
        lock (s_random)
        {
            return s_random.Next();
        }
    }
}

是否可以GetRandomValue()通过查看此方法生成的值来预测 的下一个值？

假设（为了问题）：

• 攻击者不知道（当然）的种子。
• 攻击者可以观察无限数量的后续结果GetRandomValue()。

我问是因为我看到一些代码使用类似的方法来生成某种访问令牌。这段代码不是我写的，我可能会使用 .NET 的加密随机类之一。我只是好奇这是否仍然足够安全。

Answer 1

根据 kennytm 的评论，我创建了一个关于如何“打破”的概念证明Random。它的边缘可能有点粗糙，但它表明您只需要 55 个值来预测下一个（以及之后的每个值）。

以下代码首先从单个Random实例中读取 55 个值，然后预测接下来的 10 个值：

public class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        const int INTERNAL_ARRAY_SIZE = 56;
        const int INEXTP_START = 21;

        var internalArray = new int[INTERNAL_ARRAY_SIZE];

        var random = new Random();

        // Read 56 values.
        for (int x = 0; x < INTERNAL_ARRAY_SIZE - 1; x++)
        {
            internalArray[x + 1] =  random.Next();
        }

        int inext = INTERNAL_ARRAY_SIZE - 1;
        int inextp = INEXTP_START;

        // Predict the next 10 values.
        for (int x = 0; x < 10; x++)
        {
            int predictedRandomValue = PredictNextRandomValue(internalArray, ref inext, ref inextp);
            int officialRandomValue = random.Next();

            if (officialRandomValue == predictedRandomValue)
            {
                Console.WriteLine("Yes, they're the same.");
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("No, they're different.");
            }
        }
    }

    private static int PredictNextRandomValue(int[] seedArray, ref int inext, ref int inextp)
    {
        const int MBIG =  int.MaxValue;

        int retVal;
        int locINext = inext;
        int locINextp = inextp;

        if (++locINext >= 56) locINext = 1;
        if (++locINextp >= 56) locINextp = 1;

        retVal = seedArray[locINext] - seedArray[locINextp];

        if (retVal == MBIG) retVal--;
        if (retVal < 0) retVal += MBIG;

        seedArray[locINext] = retVal;

        inext = locINext;
        inextp = locINextp;

        return retVal;
    }
}