• shell产生随机数七种方法

    shell实例浅谈之三产生随机数七种方法

     

    一、问题

         Shell下有时需要使用随机数，在此总结产生随机数的方法。计算机产生的的只是“伪随机数”，不会产生绝对的随机数（是一种理想随机数）。伪随机数在大量重现时也并不一定保持唯一，但一个好的伪随机产生算法将可以产生一个非常长的不重复的序列。

    二、随机数

    1、生成随机数的七种方法

    （1）通过内部系统变量（$RANDOM）

    echo $RANDOM

    生成0-32767之间的整数随机数，若超过5位可以加个固定10位整数，然后进行求余。

    生成400000~500000的随机数：

    [cpp] view plain copy
     
    1. #!/bin/bash    
    2.     
    3. function rand(){    
    4.     min=$1    
    5.     max=$(($2-$min+1))    
    6.     num=$(($RANDOM+1000000000)) #增加一个10位的数再求余    
    7.     echo $(($num%$max+$min))    
    8. }    
    9.     
    10. rnd=$(rand 400000 500000)    
    11. echo $rnd    
    12.     
    13. exit 0    

    （2）使用awk的随机函数

     awk 'BEGIN{srand();print rand()*1000000}'    #可以加上if判断，779644

    （3）openssl rand产生随机数

    openssl rand 用于产生指定长度个bytes的随机字符。-base64或-hex对随机字符串进行base64编码或用hex格式显示。

    openssl rand -base64 8 | md5sum | cut -c1-8    #八位字母和数字的组合，3a61800e

    openssl rand -base64 8 | cksum | cut -c1-8       #八位数字，10784736

    （4）通过时间获得随机数（date）

    date +%s%N       #生成19位数字，1287764807051101270

    date +%s%N | cut -c6-13   #取八位数字，21793709

    date +%s%N | md5sum | head -c 8   #八位字母和数字的组合，87022fda

    生成1~50的随机数：

    [cpp] view plain copy
     
    1. #!/bin/bash    
    2.     
    3. function rand(){    
    4.     min=$1    
    5.     max=$(($2-$min+1))    
    6.     num=$(date +%s%N)    
    7.     echo $(($num%$max+$min))    
    8. }    
    9.     
    10. rnd=$(rand 1 50)    
    11. echo $rnd    
    12.     
    13. exit 0  

    （5）通过系统内唯一数据生成随机数（/dev/random及/dev/urandom）

    /dev/random存储系统当前运行的环境的实时数据，可以看作系统某时候的唯一值数据，提供优质随机数。

    /dev/urandom是非阻塞的随机数产生器，读取时不会产生阻塞，速度更快、安全性较差的随机数发生器。

    cat /dev/urandom | head -n 10 | md5sum | head -c 10     #32f1e953ac

    cat /dev/urandom | strings -n 8 | head -n 1      #生成全字符的随机字符串，08?WU$ZU

    cat /dev/urandom | sed -e 's/[^a-zA-Z0-9]//g' | strings -n 8 | head -n 1   #生成数字加字母的随机字符串，Ql2q9CXS

    其中 strings -n设置字符串的字符数，head -n设置输出的行数。

    head-200/dev/urandom| cksum |cut-d" " -f1   #urandom的数据很多使用cat会比较慢，在此使用head读200行，cksum将读取文件内容生成唯一的表示整型数据，cut以” “分割然后得到分割的第一个字段数据

    （6）读取linux的uuid码

           UUID码全称是通用唯一识别码 (Universally Unique Identifier, UUID)，UUID格式是：包含32个16进制数字，以“-”连接号分为五段，形式为8-4-4-4-12的32个字符。linux的uuid码也是有内核提供的，在/proc/sys/kernel/random/uuid这个文件内。cat/proc/sys/kernel/random/uuid每次获取到的数据都会不同。

           cat /proc/sys/kernel/random/uuid| cksum | cut -f1 -d" "    #获取不同的随机整数，1675034933

           cat /proc/sys/kernel/random/uuid| md5sum | cut -c1-8    #数字加字母的随机数，d69a7ebf

    使用linux uuid 生成100~500随机数：

    [cpp] view plain copy
     
    1. #!/bin/bash    
    2.     
    3. function rand(){    
    4.     min=$1    
    5.     max=$(($2-$min+1))    
    6.     num=$(cat /proc/sys/kernel/random/uuid | cksum | awk -F ' ' '{print $1}')    
    7.     echo $(($num%$max+$min))    
    8. }    
    9.     
    10. rnd=$(rand 100 500)    
    11. echo $rnd    
    12.     
    13. exit 0    

    （7）从元素池中随机抽取取

    pool=(a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10)

    num=${#pool[*]}

    result=${pool[$((RANDOM%num))]}

    用于生成一段特定长度的有数字和字母组成的字符串，字符串中元素来自自定义的池子。

    [cpp] view plain copy
     
    1. #!/bin/bash  
    2. length=8  
    3. i=1  
    4.   
    5. seq=(0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z)  
    6.   
    7. num_seq=${#seq[@]}  
    8.   
    9. while [ "$i" -le "$length" ]  
    10. do  
    11.  seqrand[$i]=${seq[$((RANDOM%num_seq))]}  
    12.  let "i=i+1"  
    13. done  
    14.   
    15. echo "The random string is:"  
    16. for j in ${seqrand[@]}  
    17. do  
    18.  echo -n $j  
    19. done  
    20. echo  

    2、随机数应用

    （1）随机数在互联网中应用广泛如计算机仿真模拟、数据加密、网络游戏等，在登录某些论坛或游戏时，系统会产生一个由随机数字和字母组成的图片，用户必须正确输入，这是防止恶意攻击的很好的方法，因比较难破解图片格式的字符。其关键技术就是产生随机数，再使用ASP.NET等工具将这些字符串封装成图片格式以作为验证图片。

    （2）网络游戏中也常利用随机数完成一些功能，比如掷骰子、发扑克牌等。以下是连续掷1000次骰子，然后统计出1～6点的次数：

    [cpp] view plain copy
     
    1. #!/bin/bash  
    2.   
    3. #RANDOM=$$  
    4.   
    5. PIPS=6  
    6. MAX=1000  
    7. throw=1  
    8.   
    9. one=0  
    10. two=0  
    11. three=0  
    12. four=0  
    13. five=0  
    14. six=0  
    15.   
    16. count()  
    17. {  
    18. case "$1" in  
    19.  0) let "one=one+1";;  
    20.  1) let "two=two+1";;  
    21.  2) let "three=three+1";;  
    22.  3) let "four=four+1";;  
    23.  4) let "five=five+1";;  
    24.  5) let "six=six+1";;  
    25. esac  
    26. }  
    27.   
    28. while [ "$throw" -le "$MAX" ]  
    29. do  
    30.   let "dice=RANDOM % $PIPS"  
    31.   count $dice  
    32.   let "throw=throw+1"  
    33. done  
    34.   
    35. echo "The statistics results are as follows:"  
    36. echo "one=$one"  
    37. echo "two=$two"  
    38. echo "three=$three"  
    39. echo "four=$four"  
    40. echo "five=$five"  
    41. echo "six=$six"  

    RANDOM产生的随机数基本在平均值左右浮动（即方差较小）。

    （3）批量创建10个系统帐号，密码随机

    先看看指定用户密码的脚本：

    [cpp] view plain copy
     
    1. #!/bin/bash  
    2. #批量创建10个系统帐号并设置密码，帐号和密码相同  
    3. for name in `seq -w 10`  
    4. do  
    5.     #非交互式的输入密码  
    6.     useradd linux$name && echo "linux$name" | passwd --stdin linux$name  
    7. done  
    10个用户用户名和密码相同都从linux-01到linux-10，再看看用户密码随机生成的脚本：
    [cpp] view plain copy
     
    1. #!/bin/bash  
    2. #批量创建10个系统帐号并设置密码  
    3. rm -f user.log  
    4. for name in `seq -w 10`  
    5. do  
    6.     #非交互式的输入随机密码  
    7.     password=`echo $RANDOM | md5sum | cut -c1-8`  
    8.     #可以使用password=`echo "date $RANDOM" | md5sum | cut -c3-11`  
    9.     #也可以使用password=`penssl rand -base64 8 | md5sum | cut -c1-8`  
    10.     useradd linux$name && echo password | passwd --stdin linux$name  
    11.     echo -e "user=linux$name   passwd=$password" >> user.log   #保存用户名密码以查阅  
    12. done  
    对比可以看出，随机生成密码的灵活性和保密性，管理员可以打开user.log文件，记录刚创建的十个用户的信息。

    三、总结

    （1）Shell产生伪随机数的函数$RANDOM，能方便地产生分布较平均的伪随机数，能满足大部分应用的需求。

    （2）产生随机数的方法还有很多并且可以扩展，扩展思路才能选择最近的方式。
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  • 原文地址：https://www.cnblogs.com/timssd/p/8428935.html
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