我如何在c#中生成一个随机的8个字符的字母数字字符串?
当前回答
我的代码的主要目标是:
弦的分布几乎是均匀的(不关心微小的偏差，只要它们很小) 它为每个参数集输出超过几十亿个字符串。如果您的PRNG只生成20亿(31位熵)不同的值，那么生成8个字符的字符串(约47位熵)是没有意义的。 它是安全的，因为我希望人们使用它作为密码或其他安全令牌。
第一个属性是通过对字母大小取一个64位值的模来实现的。对于小字母(例如问题中的62个字符)，这导致了可以忽略不计的偏差。第二个和第三个属性是通过使用RNGCryptoServiceProvider而不是System.Random来实现的。
using System;
using System.Security.Cryptography;
public static string GetRandomAlphanumericString(int length)
{
const string alphanumericCharacters =
"ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ" +
"abcdefghijklmnopqrstuvwxyz" +
"0123456789";
return GetRandomString(length, alphanumericCharacters);
}
public static string GetRandomString(int length, IEnumerable<char> characterSet)
{
if (length < 0)
throw new ArgumentException("length must not be negative", "length");
if (length > int.MaxValue / 8) // 250 million chars ought to be enough for anybody
throw new ArgumentException("length is too big", "length");
if (characterSet == null)
throw new ArgumentNullException("characterSet");
var characterArray = characterSet.Distinct().ToArray();
if (characterArray.Length == 0)
throw new ArgumentException("characterSet must not be empty", "characterSet");
var bytes = new byte[length * 8];
var result = new char[length];
using (var cryptoProvider = new RNGCryptoServiceProvider())
{
cryptoProvider.GetBytes(bytes);
}
for (int i = 0; i < length; i++)
{
ulong value = BitConverter.ToUInt64(bytes, i * 8);
result[i] = characterArray[value % (uint)characterArray.Length];
}
return new string(result);
}
其他回答
我听说LINQ是新的黑色，所以下面是我使用LINQ的尝试:
private static Random random = new Random();
public static string RandomString(int length)
{
const string chars = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789";
return new string(Enumerable.Repeat(chars, length)
.Select(s => s[random.Next(s.Length)]).ToArray());
}
(注意:Random类的使用使得它不适用于任何与安全性相关的事情，比如创建密码或令牌。如果你需要强随机数生成器，请使用RNGCryptoServiceProvider类。)
DTB解决方案的一个稍微干净的版本。
var chars = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789";
var random = new Random();
var list = Enumerable.Repeat(0, 8).Select(x=>chars[random.Next(chars.Length)]);
return string.Join("", list);
您的风格偏好可能会有所不同。
Eric J.写的代码很潦草(很明显这是6年前写的……他今天可能不会写那个代码)，甚至还有一些问题。
与目前提出的一些替代方案不同，这个方案在密码学上是合理的。
不真实的…在密码中有一个偏差(正如在注释中所写的那样)，bcdefgh比其他的更有可能(a不是，因为通过GetNonZeroBytes，它不会生成值为0的字节，因此a的偏差由它平衡)，所以它在密码学上并不可靠。
这应该可以纠正所有的问题。
public static string GetUniqueKey(int size = 6, string chars = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ1234567890")
{
using (var crypto = new RNGCryptoServiceProvider())
{
var data = new byte[size];
// If chars.Length isn't a power of 2 then there is a bias if
// we simply use the modulus operator. The first characters of
// chars will be more probable than the last ones.
// buffer used if we encounter an unusable random byte. We will
// regenerate it in this buffer
byte[] smallBuffer = null;
// Maximum random number that can be used without introducing a
// bias
int maxRandom = byte.MaxValue - ((byte.MaxValue + 1) % chars.Length);
crypto.GetBytes(data);
var result = new char[size];
for (int i = 0; i < size; i++)
{
byte v = data[i];
while (v > maxRandom)
{
if (smallBuffer == null)
{
smallBuffer = new byte[1];
}
crypto.GetBytes(smallBuffer);
v = smallBuffer[0];
}
result[i] = chars[v % chars.Length];
}
return new string(result);
}
}
更新。net 6。RNGCryptoServiceProvider被标记为obsolete。相反，调用RandomNumberGenerator.Create()。答案中的代码已相应更新。
根据评论更新。原始实现生成a-h的时间为1.95%，其余字符的时间为1.56%。更新生成所有字符~1.61%的时间。 FRAMEWORK支持- . net Core 3(以及未来支持. net Standard 2.1或以上版本的平台)提供了一个加密的方法RandomNumberGenerator.GetInt32()，在期望的范围内生成一个随机整数。
与目前提出的一些替代方案不同，这个方案在密码学上是合理的。
using System;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;
namespace UniqueKey
{
public class KeyGenerator
{
internal static readonly char[] chars =
"abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ1234567890".ToCharArray();
public static string GetUniqueKey(int size)
{
byte[] data = new byte[4*size];
using (var crypto = RandomNumberGenerator.Create())
{
crypto.GetBytes(data);
}
StringBuilder result = new StringBuilder(size);
for (int i = 0; i < size; i++)
{
var rnd = BitConverter.ToUInt32(data, i * 4);
var idx = rnd % chars.Length;
result.Append(chars[idx]);
}
return result.ToString();
}
public static string GetUniqueKeyOriginal_BIASED(int size)
{
char[] chars =
"abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ1234567890".ToCharArray();
byte[] data = new byte[size];
using (RNGCryptoServiceProvider crypto = new RNGCryptoServiceProvider())
{
crypto.GetBytes(data);
}
StringBuilder result = new StringBuilder(size);
foreach (byte b in data)
{
result.Append(chars[b % (chars.Length)]);
}
return result.ToString();
}
}
}
基于这里对替代方案的讨论，并根据下面的评论进行了更新/修改。
下面是一个小型测试工具，演示了旧输出和更新输出中的字符分布。关于随机性分析的深入讨论，请访问random.org。
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using UniqueKey;
namespace CryptoRNGDemo
{
class Program
{
const int REPETITIONS = 1000000;
const int KEY_SIZE = 32;
static void Main(string[] args)
{
Console.WriteLine("Original BIASED implementation");
PerformTest(REPETITIONS, KEY_SIZE, KeyGenerator.GetUniqueKeyOriginal_BIASED);
Console.WriteLine("Updated implementation");
PerformTest(REPETITIONS, KEY_SIZE, KeyGenerator.GetUniqueKey);
Console.ReadKey();
}
static void PerformTest(int repetitions, int keySize, Func<int, string> generator)
{
Dictionary<char, int> counts = new Dictionary<char, int>();
foreach (var ch in UniqueKey.KeyGenerator.chars) counts.Add(ch, 0);
for (int i = 0; i < REPETITIONS; i++)
{
var key = generator(KEY_SIZE);
foreach (var ch in key) counts[ch]++;
}
int totalChars = counts.Values.Sum();
foreach (var ch in UniqueKey.KeyGenerator.chars)
{
Console.WriteLine($"{ch}: {(100.0 * counts[ch] / totalChars).ToString("#.000")}%");
}
}
}
}
更新7/25/2022
根据评论中的一个问题，我很好奇这种分布是否真的是随机的。
我不是统计学家，但我可以在电视上扮演一个。如果一位真正的统计学家愿意插话，那将是最受欢迎的。
有62个可能的输出值(A-Za-Z0-9)和int。用于选择数组索引的最大值。int。MaxValue % 62是1，所以一个字符被选中的概率是其他字符的十亿分之一。我们可以通过在索引之前随机旋转输出值数组来进一步减少选择偏差。
t检验或其他统计度量将是确定输出结果中是否存在偏差的最佳方法，但这不是我在午休时间可以完成的工作，因此我留给您对上述代码的修改，以度量与预期的偏差。注意，它趋于零。
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;
const int REPETITIONS = 1_000_000;
const int KEY_SIZE = 32;
int TASK_COUNT = Environment.ProcessorCount - 1;
var expectedPercentage = 100.0 / KeyGenerator.chars.Length;
var done = false;
var iterationNr = 1;
var totalRandomSymbols = 0L;
var grandTotalCounts = new Dictionary<char, long>();
foreach (var ch in KeyGenerator.chars) grandTotalCounts.Add(ch, 0);
while (!done)
{
var experiments = Enumerable.Range(0, TASK_COUNT).Select(i => Task.Run(Experiment)).ToArray();
Task.WaitAll(experiments);
var totalCountsThisRun = experiments.SelectMany(e => e.Result)
.GroupBy(e => e.Key)
.Select(e => new { e.Key, Count = e.Select(_ => _.Value).Sum() })
.ToDictionary(e => e.Key, e => e.Count);
foreach (var ch in KeyGenerator.chars)
grandTotalCounts[ch] += totalCountsThisRun[ch];
var totalChars = grandTotalCounts.Values.Sum();
totalRandomSymbols += totalChars;
var distributionScores = KeyGenerator.chars.Select(ch =>
new
{
Symbol = ch,
OverUnder = (100.0 * grandTotalCounts[ch] / totalChars) - expectedPercentage
});
Console.WriteLine($"Iteration {iterationNr++}. Total random symbols: {totalRandomSymbols:N0}");
foreach (var chWithValue in distributionScores.OrderByDescending(c => c.OverUnder))
{
Console.WriteLine($"{chWithValue.Symbol}: {chWithValue.OverUnder:#.00000}%");
}
done = Console.KeyAvailable;
}
Dictionary<char, long> Experiment()
{
var counts = new Dictionary<char, long>();
foreach (var ch in KeyGenerator.chars) counts.Add(ch, 0);
for (int i = 0; i < REPETITIONS; i++)
{
var key = KeyGenerator.GetUniqueKey(KEY_SIZE);
foreach (var ch in key) counts[ch]++;
}
return counts;
}
public class KeyGenerator
{
internal static readonly char[] chars =
"abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ1234567890".ToCharArray();
public static string GetUniqueKey(int size)
{
byte[] data = new byte[4 * size];
using (var crypto = RandomNumberGenerator.Create())
{
crypto.GetBytes(data);
}
StringBuilder result = new StringBuilder(size);
for (int i = 0; i < size; i++)
{
var rnd = BitConverter.ToUInt32(data, i * 4);
var idx = rnd % chars.Length;
result.Append(chars[idx]);
}
return result.ToString();
}
}
public static class StringHelper
{
private static readonly Random random = new Random();
private const int randomSymbolsDefaultCount = 8;
private const string availableChars = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789";
private static int randomSymbolsIndex = 0;
public static string GetRandomSymbols()
{
return GetRandomSymbols(randomSymbolsDefaultCount);
}
public static string GetRandomSymbols(int count)
{
var index = randomSymbolsIndex;
var result = new string(
Enumerable.Repeat(availableChars, count)
.Select(s => {
index += random.Next(s.Length);
if (index >= s.Length)
index -= s.Length;
return s[index];
})
.ToArray());
randomSymbolsIndex = index;
return result;
}
}
推荐文章
- 使用该集合的原因。种子功能
- 防止在ASP中缓存。NET MVC中使用属性的特定操作
- 转换为值类型'Int32'失败，因为物化值为空
- c#中有任何连接字符串解析器吗?
- 在Linq中转换int到字符串到实体的问题
- 是否可以动态编译和执行c#代码片段?
- 创建自定义MSBuild任务时，如何从c#代码获取当前项目目录?
- MSBuild路径
- c#和Java的主要区别是什么?
- 在c#中创建一个特定时区的DateTime
- .NET中的属性是什么?
- csproj文件中的“Service Include”是干什么用的?
- 如何使用try catch进行异常处理是最佳实践
- 替换字符串中第一次出现的模式
- .NET中字节的字面后缀?
