我能否从 Mersenne Twister 中获取当前种子？

Question

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我正在我的应用程序中适应Mersenne Twister，具体来说是从http://www.math.sci.hiroshima-u.ac.jp/~m-mat/MT/MT2002/emt19937ar.html的mt19937ar.c - 代码在https://gist.github.com/mstum/8367363上做了镜像。这被用作游戏中的确定性随机数生成器，并且为了使保存游戏按预期工作，我需要从MT中获取当前种子(而不是最初的种子)，以便我可以继续进行。

例如，假设我使用种子12345初始化它，并调用genrand_int31 5次。这将产生序列1996335345、1911592690、679411342、280691776、394962642。

现在，想象一下，在第三个数字(679411342)之后，我保存了游戏，然后重新加载并获得两个随机数。我希望这些数字是序列的下两个数字(280691776、394962642)，为此我需要知道第三轮迭代后的种子。

作为一种解决方法，我有最初的种子和我调用随机数生成器(genrand_int31)的次数，因此现在加载游戏会使用初始种子启动MT，并“重放”genrand_int31多少个几百或几千次——这有点愚蠢:)

我试图简单地使用mt[N]数组的第一个元素，但那真的行不通。不幸的是，我不理解Mersenne Twister背后的数学原理，以找出它实际上是如何工作的。

- Michael Stum

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- starrify · Accepted Answer

这两个是MT生成器的状态，你可以保存它们并恢复它们：

static unsigned long mt[N]; /* the array for the state vector  */
static int mti=N+1; /* mti==N+1 means mt[N] is not initialized */

也许您需要修改原始的C源代码。

此外，我不相信存在任何与MT的任意状态等效的种子：种子本身包含64位，这使得它具有多达2^64个可能的值，远远少于MT可能具有的状态（其周期为2^19937-1）。

作为解决方法，我有初始种子和调用RNG的次数，因此现在加载游戏会使用初始种子启动MT，并“重放”genrand_int31多少次 - 这有点愚蠢:)

嗯，这并不太愚蠢。:) 让我告诉您，在MT的数学背后，您可以恢复其连续输出周期的内部状态，确切的数字是624-您只需要保存来自genrand_int32的最近的624个数字。我正在寻找任何现有的相关资料。

破解随机数生成器 - 第三部分展示了如何通过一些（至少624个）输出数字来推断MT生成器的内部状态。这并不是完全意外的，因为MT旨在提供强大的统计随机性而不是用于加密等安全目的。
然而，在这种情况下，我认为解决您的问题最简单的方法是将自己的代码添加到MT生成器中以保存/恢复其内部状态。