随机数大家都会用，但是你知道生成随机数算法吗？( 二 ) _随机数算法

最后返回的结果是上述式子计算之后的结果，abc三个数都是我们选定的参数。当下一次随机的时候，就将上次的结果作为新的种子进行计算。我们写出它的递推公式就是：

文章插图

这个算法一眼就看明白了，它的核心完全在于abc这三个参数的选择。如果选的不好就不能实现随机数的效果，这里我给大家分享一个业内常用的选择，a=25214903917，b=11，c=2^48 。这些数不是拍脑袋随便选的，而是计算学家们算出来的。实际上JAVA JDK当中Random的类采用的就是这样的算法。

seed = 2def lcg():    global seed    seed = (25214903917 * seed) & ((1 << 48) - 1)    return seed

这种算法实现方式也非常简单，并且得到的效果也不错。如果要增加随机性，我们还可以在输出结果上做一些优化，比如进行位移或者是调换二进制位的顺序等等。但是这种算法也有缺点，就是它的计算方式是固定的，只是随机种子未知。只要愿意，我们是可以通过得到的随机结果去反推这些参数的。
这并不是一个复杂的算法，因此LCG算法得到的随机数不能应用在一些高安全级别的应用上，否则可能会有安全隐患。
梅森旋转算法LCG算法实现的伪随机数效果还不错，但是周期不够长，很容易被黑客推算出随机种子。后来两个日本学者又研究提出了新的伪随机数算法，在这个算法当中用到了梅森素数，所以称为梅森旋转算法。
简单介绍一下梅森素数，梅森素数的意思是形如2^n - 1 的素数。利用梅森素数的性质可以设计出周期长度为梅森素数长度的随机数周期。比如目前Python、C++11等语言当中用的随机数计算包都是用的这种算法。目前常用的版本周期是2^19937 - 1，这是一个巨大的天文数字。
梅森旋转算法的实现原理非常复杂，网上的资料也不多，我看过一些都不是非常好懂。这里就不介绍了，大家感兴趣可以去了解看看。但我个人觉得意义不大，因为实在是用不到，面试也完全不会考。
虽然梅森旋转算法的周期非常非常长，但是仍不是安全的随机数算法，仍然有可能会被黑客破解。只不过和LCG算法相比，被破解的概率以及难度增加了许多。
大家可能很好奇，什么样的算法才是安全的呢？其实业内的安全算法其实挺取巧的，一般的常用方法就是利用一个数学界的难题来设计一个算法。比如RSA加密算法，利用的就是大整数因式分解的问题。这样的问题业内除了暴力计算没有好方法，而暴力计算的复杂度非常非常高，根本不可能在有限时间内有解，自然这个就是一个安全的算法了。如果某位黑客有能力设计出破解的算法来，他根本也不用破解啥，只要把解法发表成论文，自然可以名利双收。
你看随机数这么一个常见的功能下面居然隐藏了这么深的科学原理，而且更加震惊的是以我们人类如此厉害的文明，居然连随机一个数都做不到。不知道大家看到这里又有何种感受呢？
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