Java中是否有类似于OpenSSL的bn_rand_range函数？

Question

具体来说，我只想产生一个在0到某个数字x之间具有密码学安全性的随机数。

在OpenSSL中，可以使用函数bn_range来实现。

我可以使用Java的BigInteger(int bits, Random r)构造函数自己实现（它生成从0到2^bits的数字）。但出于安全考虑，我希望如果可能的话，使用经过更好测试的算法。

在Java中是否有标准的方法来完成这个任务？

P.S. 我实际上正在使用Android，但我不知道如何在标准的Java中实现它。

编辑：x是存储为BigInteger的大整数。

- diedthreetimes

Answer 1

Java提供了Random类的一个子类，即SecureRandom类。描述中包括：

该类提供了一个加密强度的随机数生成器（RNG）。许多实现形式是伪随机数生成器（PRNG），这意味着它们使用确定性算法从真随机种子产生伪随机序列。其他实现可能会产生真随机数，而另一些可能会同时使用两种技术。

Java仅提供了一个实现，即SHA1PRNG函数，它被详细说明为伪随机数生成（PRNG）算法：

这个实现遵循IEEE P1363标准，附录G.7：“源位的扩展”，并使用SHA-1作为PRNG的基础。它计算SHA-1哈希值，该哈希值由一个真随机种子值和一个64位计数器连接而成，该计数器每次操作递增1。从160位的SHA-1输出中，只使用了64位。

需要注意的是，OpenSSL的bn_rand_range函数也被认为使用伪随机数生成（PRNG）算法，尽管我找不到有关该函数实现了什么算法的详细信息。

因为SecureRandom是Random类的子类，所以SecureRandom对象可以使用Random的所有方法，包括nextInt(int n)方法。nextInt方法提供：

返回在此随机数生成器序列中绘制的介于0（含）和指定值（不含）之间的伪随机、均匀分布的int值。

因此，要在（0,100]范围内生成一个密码强的伪随机数，您可以使用以下代码：

import java.security.SecureRandom;
class secure{
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        SecureRandom random = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG");
        System.out.println(random.nextInt(100));
    }
}

- amccormack

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我已经在我的Java实现中使用了SecureRandom来实现bn_rand_range。问题是，是否有一个函数的实现类似于bn_rand_range，而不是bn_rand。 - diedthreetimes

我已经更新了答案，展示出了模仿bn_rand_range的代码。你提到要找一个介于0和X之间的数字，所以我只使用了nextInt。如果你想要一个介于X和Y之间的范围，你可以使用random.nextInt(Y-X)+X。 - amccormack

抱歉，我忘了提到X不是int类型，而是BigInteger类型。否则你的方法正是我所寻找的。 - diedthreetimes

Answer 2

据我所知，这个功能并没有提供。但是你可以很容易地自己实现它。

Random r = new SecureRandom();    
BigInteger q = something_big;
BigInteger ans;

do
    ans = BigInteger(bits_in_q, r);
while (ans.compareTo(q) >= 0); // bn_rand_range generates numbers < q

- diedthreetimes