Python中的随机字节字符串

Question

我有一个字符串 buf="\x00\xFF\xFF\xFF\xFF\x00"

如何使其中的"\xFF\xFF\xFF\xFF"随机化？

- zack

Answer 1

>>> import os
>>> "\x00"+os.urandom(4)+"\x00"
'\x00!\xc0zK\x00'

- John La Rooy

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我刚刚查看了Python文档... ''.join(chr(random.randint(0,255)) for _ in range(4))有什么不同？ - zack

除了更有效率之外，randint返回的是伪随机数字。urandom返回适合于加密用途的随机字节。 - John La Rooy

@JohnLaRooy 除非 /dev/urandom 使用某种硬件随机数生成器，否则它的数字也是伪随机的。一个确定性的机器将始终生成伪随机数。 - NullUserException

@NullUserException，看这里的urandom（https://docs.python.org/2/library/os.html#miscellaneous-functions），`/dev/random`是更随机的随机源，但在没有足够熵时会阻塞。 - John La Rooy

在Linux系统中，/dev/random会使用已知的熵源作为输入，包括（但不限于）人类用户鼠标移动、环境噪音等。虽然内核本身是确定性的，但内核+人类+环境的组合则是不确定性的。 - AnotherSmellyGeek

Answer 2

获取安全随机字节序列的另一种方式是使用自Python 3.6以来可用的标准库secrets模块。

例如，基于所给问题：

import secrets
b"\x00" + secrets.token_bytes(4) + b"\x00"

更多信息可在此处找到： https://docs.python.org/3/library/secrets.html

- Tatiana Al-Chueyr

Answer 3

bytearray(random.getrandbits(8) for _ in xrange(size))

比其他解决方案更快，但不具有加密安全性。

- Federico

Answer 4

Python 3.9新增了一个random.randbytes方法，该方法生成随机字节：

from random import randbytes

randbytes(4)

输出：

b'\xf3\xf5\xf8\x98'

但是要小心使用。正如文档中所述，它仅在您不涉及加密时使用：

此方法不应用于生成安全令牌。请改用secrets.token_bytes()。

- Riccardo Bucco

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这个很酷的事情是，它允许使用random.seed为确定性测试设置种子：https://dev59.com/047ea4cB1Zd3GeqPEKlQ#66018128 - Ciro Santilli OurBigBook.com

Answer 5

在 POSIX 平台上：

open("/dev/urandom","rb").read(4)

使用/dev/random来获得更好的随机性。

- Janus Troelsen

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实际上，如果您在调用之间保持文件描述符打开状态，则此方法的速度约为os.urandom的2.5倍。它对于加密货币散列的随机猜测非常有用。 - jcomeau_ictx

如果您不需要加密安全性，为什么要使用os.urandom - 比os.urandom更快的“伪随机数生成器”有很多选择。@jcomeau_ictx - user3467349

@user3467349 公平地说，urandom 可能是真正的随机数生成器，而不仅仅是伪随机数生成器。 - monokrome

Answer 6

您是否希望将中间4个字节设置为随机值？

buf = '\x00' + ''.join(chr(random.randint(0,255)) for _ in range(4)) + '\x00'

- yan

Answer 7

这可以用来生成一串随机字节（替换n为所需的数量）：

import random
random_bytes = bytes([random.randrange(0, 256) for _ in range(0, n)])
-or-
random_bytes = bytes([random.randint(0, 255) for _ in range(0, n)])
-or-
random_bytes = bytes([random.getrandbits(8) for _ in range(0, n)])

针对这个具体的问题，答案如下：

import random
buf = b'\x00' + bytes([random.randrange(0, 256) for _ in range(0, 4)]) + b'\x00'
-or-
buf = b'\x00' + bytes([random.randint(0, 255) for _ in range(0, 4)]) + b'\x00'
-or-
buf = b'\x00' + bytes([random.getrandbits(8) for _ in range(0, 4)]) + b'\x00'

正如其他人指出的，这不应该用于密码学，但对于其他所有内容而言，它应该是完全可以接受的。

- Fonic

Answer 8

我喜欢使用numpy库进行这项技术。

import numpy as np

X_1KB = 1024
X_256KB = 256 * X_1KB
X_1MB = 1024 * 1024
X_4MB = 4 * X_1MB
X_32MB = 32 * X_1MB
X_64MB = 2 * X_32MB
X_128MB = X_1MB * 128


np.random.bytes( X_1MB )

- Saher Ahwal

Answer 9

简单：

import functools, random, operator
functools.reduce(operator.add, ('%c' % random.randint(0, 255) for i in range(4)))

- bradley.ayers

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这将返回列表的字符串表示，而不是 OP 所要求的字符串。 - yan

"".join(...) 是将序列转换为字符串的首选方法。 - John La Rooy

Answer 10

from random import randint 
rstr = ''.join( randint(0, 255) for i in range(4) )

- N 1.1

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NameError: name 'buf' is not defined - bradley.ayers

匿名用户的评论：你不能将除了字符串列表以外的任何东西连接到一个string中，所以将int改为string字符。代码：rstr = "".join( chr(randint(0, 255)) for i in range(4))。 - Anne

典型的一个糟糕回答的例子。没有解释功能、代码或者为什么这个解决方案有效的原因。我没有给你投反对票，但我能理解为什么其他人会这样做。然而，你并不孤单，似乎很多人都这样做，我觉得这降低了 Stack Overflow 的质量。 - undefined