如何在BusyBox shell中生成随机数

Question

如何使用AShell(受限制的bash)生成随机数？我在没有od或的设备上使用BusyBox二进制文件$RANDOM.我的设备有/dev/urandom和/dev/random.

Answer 1

$RANDOM并且od是BusyBox中的可选功能,我假设您的问题是它们不包含在您的二进制文件中.你在评论中提到/dev/urandom,这很好,这意味着你需要做的是以可用的形式从中检索字节,而不是实现随机数生成器的更难的问题.请注意,您应该使用/dev/urandom和不使用/dev/random,请参阅/ dev/urandom的rand是否为安全登录密钥？.

如果你有tr或sed,你可以从中读取字节/dev/urandom并丢弃任何不是所需字符的字节.您还需要一种从流中提取固定数量字节的方法:要么head -c(需要FEATURE_FANCY_HEAD启用)要么dd(需要dd编译).丢弃的字节越多,此方法就越慢.尽管如此,与分叉和执行外部二进制文件相比,生成随机字节通常相当快,因此丢弃其中很多内容并不会造成太大损害.例如,以下代码段将生成0到65535之间的随机数:

n=65536
while [ $n -ge 65536 ]; do
  n=1$(</dev/urandom tr -dc 0-9 | dd bs=5 count=1 2>/dev/null)
  n=$((n-100000))
done

请注意,由于缓冲,tr将处理比dd最终保留的字节多得多的字节.BusyBox一次tr读取一个缓冲区(至少512个字节),并在输入缓冲区完全处理时刷新其输出缓冲区,因此上面的命令将始终读取至少512个字节/dev/urandom(并且自从预期的512个字节以来很少读取)输入字节是20个十进制数字).

如果您需要一个唯一的可打印字符串,只需丢弃非ASCII字符,也许还有一些烦人的标点字符:

nonce=$(</dev/urandom tr -dc A-Za-z0-9-_ | head -c 22)

在这种情况下,我会认真考虑编写一个小型的专用C程序.这是一个读取四个字节并输出相应的十进制数字的字节.它不依赖于比包装的系统调用以外的任何libc函数read和write,这样你就可以得到一个非常小的二进制文件.支持在命令行上作为十进制整数传递的变量上限作为练习; 这将花费你数百字节的代码(如果你的目标足够大,可以运行Linux,你不必担心这些问题).

#include <stddef.h>
#include <unistd.h>
int main () {
    int n;
    unsigned long x = 0;
    unsigned char buf[4];
    char dec[11]; /* Must fit 256^sizeof(buf) in decimal plus one byte */
    char *start = dec + sizeof(dec) - 1;
    n = read(0, buf, sizeof(buf));
    if (n < (int)sizeof(buf)) return 1;
    for (n = 0; n < (int)sizeof(buf); n++) x = (x << 8 | buf[n]);
    *start = '\n';
    if (x == 0) *--start = '0';
    else while (x != 0) {
        --start;
        *start = '0' + (x % 10);
        x = x / 10;
    }
    while (n = write(1, start, dec + sizeof(dec) - start),
           n > 0 && n < dec + sizeof(dec) - start) {
        start += n;
    }
    return n < 0;
}