我一直在寻找一种简单的Java算法来生成伪随机字母数字字符串。在我的情况下,它将被用作唯一的会话/密钥标识符,“很可能”在超过50万代的时间内是唯一的(我的需求实际上不需要更复杂的东西)。

理想情况下,我可以根据我的独特性需求指定长度。例如,生成的长度为12的字符串可能看起来像“AEYGF7K0DM1X”。


算法

要生成随机字符串,请连接从可接受符号集合中随机抽取的字符,直到字符串达到所需长度。

实施

这里有一些非常简单且非常灵活的代码,用于生成随机标识符。阅读以下信息,了解重要的应用注意事项。

public class RandomString {

    /**
     * Generate a random string.
     */
    public String nextString() {
        for (int idx = 0; idx < buf.length; ++idx)
            buf[idx] = symbols[random.nextInt(symbols.length)];
        return new String(buf);
    }

    public static final String upper = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";

    public static final String lower = upper.toLowerCase(Locale.ROOT);

    public static final String digits = "0123456789";

    public static final String alphanum = upper + lower + digits;

    private final Random random;

    private final char[] symbols;

    private final char[] buf;

    public RandomString(int length, Random random, String symbols) {
        if (length < 1) throw new IllegalArgumentException();
        if (symbols.length() < 2) throw new IllegalArgumentException();
        this.random = Objects.requireNonNull(random);
        this.symbols = symbols.toCharArray();
        this.buf = new char[length];
    }

    /**
     * Create an alphanumeric string generator.
     */
    public RandomString(int length, Random random) {
        this(length, random, alphanum);
    }

    /**
     * Create an alphanumeric strings from a secure generator.
     */
    public RandomString(int length) {
        this(length, new SecureRandom());
    }

    /**
     * Create session identifiers.
     */
    public RandomString() {
        this(21);
    }

}

用法示例

为8个字符的标识符创建一个不安全的生成器:

RandomString gen = new RandomString(8, ThreadLocalRandom.current());

为会话标识符创建安全生成器:

RandomString session = new RandomString();

创建一个带有易于阅读的代码的生成器,以便打印。字符串比完整的字母数字字符串长,以补偿使用更少的符号:

String easy = RandomString.digits + "ACEFGHJKLMNPQRUVWXYabcdefhijkprstuvwx";
RandomString tickets = new RandomString(23, new SecureRandom(), easy);

用作会话标识符

生成可能是唯一的会话标识符还不够好,或者您可以只使用一个简单的计数器。攻击者在使用可预测标识符时劫持会话。

长度和安全性之间存在紧张关系。更短的标识符更容易猜测,因为可能性更小。但较长的标识符消耗更多的存储和带宽。较大的符号集有帮助,但如果URL中包含标识符或手动重新输入标识符,则可能会导致编码问题。

会话标识符的随机性或熵的潜在来源应该来自为密码学设计的随机数生成器。然而,初始化这些生成器有时会在计算上很昂贵或很慢,因此应尽可能重新使用它们。

用作对象标识符

并非每个应用程序都需要安全性。随机分配可以是多个实体在共享空间中生成标识符的有效方式,而无需任何协调或分区。协调可能会很慢,特别是在集群或分布式环境中,如果实体最终共享的空间太小或太大,则拆分空间会导致问题。

如果攻击者能够查看和操纵标识符,则应通过其他方式保护未采取措施使其不可预测的标识符,这在大多数web应用程序中都会发生。应该有一个单独的授权系统来保护攻击者在没有访问权限的情况下可以猜测其标识符的对象。

考虑到预期的标识符总数,还必须注意使用足够长的标识符,以避免冲突。这被称为“生日悖论”。冲突的概率p约为n2/(2qx),其中n是实际生成的标识符的数量,q是字母表中不同符号的数量,x是标识符的长度。这应该是一个非常小的数字,比如2‑50或更少。

计算结果表明,500k15个字符的标识符之间发生冲突的可能性约为2-52,这可能比宇宙射线等未检测到的错误更不可能。

与UUID的比较

根据他们的规范,UUID不是设计为不可预测的,不应该用作会话标识符。

标准格式的UUID占用了大量空间:36个字符只代表122位熵。(并非“随机”UUID的所有位都是随机选择的。)随机选择的字母数字字符串仅在21个字符中包含更多的熵。

UUID不灵活;它们具有标准化的结构和布局。这是他们的主要优点,也是他们的主要弱点。与外部合作时,UUID提供的标准化可能会有所帮助。对于纯内部使用,它们可能效率低下。


这里是Java语言:

import static java.lang.Math.round;
import static java.lang.Math.random;
import static java.lang.Math.pow;
import static java.lang.Math.abs;
import static java.lang.Math.min;
import static org.apache.commons.lang.StringUtils.leftPad

public class RandomAlphaNum {
  public static String gen(int length) {
    StringBuffer sb = new StringBuffer();
    for (int i = length; i > 0; i -= 12) {
      int n = min(12, abs(i));
      sb.append(leftPad(Long.toString(round(random() * pow(36, n)), 36), n, '0'));
    }
    return sb.toString();
  }
}

下面是一个运行示例:

scala> RandomAlphaNum.gen(42)
res3: java.lang.String = uja6snx21bswf9t89s00bxssu8g6qlu16ffzqaxxoy

Java提供了一种直接实现这一点的方法。如果你不想要破折号,它们很容易去掉。只需使用uuid.replace(“-”,“”)

import java.util.UUID;

public class randomStringGenerator {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(generateString());
    }

    public static String generateString() {
        String uuid = UUID.randomUUID().toString();
        return "uuid = " + uuid;
    }
}

输出

uuid = 2d7428a6-b58c-4008-8575-f05549f16316

我找到了生成随机十六进制编码字符串的解决方案。所提供的单元测试似乎符合我的主要用例。虽然,它比提供的一些其他答案稍微复杂一些。

/**
 * Generate a random hex encoded string token of the specified length
 *  
 * @param length
 * @return random hex string
 */
public static synchronized String generateUniqueToken(Integer length){ 
    byte random[] = new byte[length];
    Random randomGenerator = new Random();
    StringBuffer buffer = new StringBuffer();

    randomGenerator.nextBytes(random);

    for (int j = 0; j < random.length; j++) {
        byte b1 = (byte) ((random[j] & 0xf0) >> 4);
        byte b2 = (byte) (random[j] & 0x0f);
        if (b1 < 10)
            buffer.append((char) ('0' + b1));
        else
            buffer.append((char) ('A' + (b1 - 10)));
        if (b2 < 10)
            buffer.append((char) ('0' + b2));
        else
            buffer.append((char) ('A' + (b2 - 10)));
    }
    return (buffer.toString());
}

@Test
public void testGenerateUniqueToken(){
    Set set = new HashSet();
    String token = null;
    int size = 16;

    /* Seems like we should be able to generate 500K tokens 
     * without a duplicate 
     */
    for (int i=0; i<500000; i++){
        token = Utility.generateUniqueToken(size);

        if (token.length() != size * 2){
            fail("Incorrect length");
        } else if (set.contains(token)) {
            fail("Duplicate token generated");
        } else{
            set.add(token);
        }
    }
}

如果您愿意使用Apache类,可以使用org.Apache.mons.text.RandomStringGenerator(Apache commons文本)。

例子:

RandomStringGenerator randomStringGenerator =
        new RandomStringGenerator.Builder()
                .withinRange('0', 'z')
                .filteredBy(CharacterPredicates.LETTERS, CharacterPredicates.DIGITS)
                .build();
randomStringGenerator.generate(12); // toUpperCase() if you want

自Apache Commons Lang 3.6以来,RandomStringUtils已被弃用。


static final String AB = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
static SecureRandom rnd = new SecureRandom();

String randomString(int len){
   StringBuilder sb = new StringBuilder(len);
   for(int i = 0; i < len; i++)
      sb.append(AB.charAt(rnd.nextInt(AB.length())));
   return sb.toString();
}

我开发了一个应用程序,为我的项目开发一个自动生成的字母数字字符串。在这个字符串中,前三个字符是字母,后七个字符是整数。

public class AlphaNumericGenerator {

    public static void main(String[] args) {
        java.util.Random r = new java.util.Random();
        int i = 1, n = 0;
        char c;
        String str = "";
        for (int t = 0; t < 3; t++) {
            while (true) {
                i = r.nextInt(10);
                if (i > 5 && i < 10) {

                    if (i == 9) {
                        i = 90;
                        n = 90;
                        break;
                    }
                    if (i != 90) {
                        n = i * 10 + r.nextInt(10);
                        while (n < 65) {
                            n = i * 10 + r.nextInt(10);
                        }
                    }
                    break;
                }
            }
            c = (char)n;

            str = String.valueOf(c) + str;
        }

        while(true){
            i = r.nextInt(10000000);
            if(i > 999999)
                break;
        }
        str = str + i;
        System.out.println(str);
    }
}

在一行中:

Long.toHexString(Double.doubleToLongBits(Math.random()));

来源:Java-生成随机字符串


使用美元应简单如下:

// "0123456789" + "ABCDE...Z"
String validCharacters = $('0', '9').join() + $('A', 'Z').join();

String randomString(int length) {
    return $(validCharacters).shuffle().slice(length).toString();
}

@Test
public void buildFiveRandomStrings() {
    for (int i : $(5)) {
        System.out.println(randomString(12));
    }
}

它输出的内容如下:

DKL1SBH9UJWC
JH7P0IT21EA5
5DTI72EO6SFU
HQUMJTEBNF7Y
1HCR6SKYWGT7

import java.util.*;
import javax.swing.*;

public class alphanumeric {
    public static void main(String args[]) {
        String nval, lenval;
        int n, len;

        nval = JOptionPane.showInputDialog("Enter number of codes you require: ");
        n = Integer.parseInt(nval);

        lenval = JOptionPane.showInputDialog("Enter code length you require: ");
        len = Integer.parseInt(lenval);

        find(n, len);
    }

    public static void find(int n, int length) {
        String str1 = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
        StringBuilder sb = new StringBuilder(length);
        Random r = new Random();

        System.out.println("\n\t Unique codes are \n\n");
        for(int i=0; i<n; i++) {
            for(int j=0; j<length; j++) {
                sb.append(str1.charAt(r.nextInt(str1.length())));
            }
            System.out.println("  " + sb.toString());
            sb.delete(0, length);
        }
    }
}

您提到“简单”,但如果其他人正在寻找符合更严格安全要求的产品,您可能需要看看jpwgen。jpwgen在Unix中以pwgen为模型,非常可配置。


import java.util.Date;
import java.util.Random;

public class RandomGenerator {

  private static Random random = new Random((new Date()).getTime());

    public static String generateRandomString(int length) {
      char[] values = {'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','0','1','2','3',
               '4','5','6','7','8','9'};

      String out = "";

      for (int i=0;i<length;i++) {
          int idx=random.nextInt(values.length);
          out += values[idx];
      }
      return out;
    }
}

import java.util.Random;

public class passGen{
    // Version 1.0
    private static final String dCase = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
    private static final String uCase = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
    private static final String sChar = "!@#$%^&*";
    private static final String intChar = "0123456789";
    private static Random r = new Random();
    private static StringBuilder pass = new StringBuilder();

    public static void main (String[] args) {
        System.out.println ("Generating pass...");
        while (pass.length () != 16){
            int rPick = r.nextInt(4);
            if (rPick == 0){
                int spot = r.nextInt(26);
                pass.append(dCase.charAt(spot));
            } else if (rPick == 1) {
                int spot = r.nextInt(26);
                pass.append(uCase.charAt(spot));
            } else if (rPick == 2) {
                int spot = r.nextInt(8);
                pass.append(sChar.charAt(spot));
            } else {
                int spot = r.nextInt(10);
                pass.append(intChar.charAt(spot));
            }
        }
        System.out.println ("Generated Pass: " + pass.toString());
    }
}

这只是将密码添加到字符串中。。。是的,效果很好。过来看。。。这很简单;我写的。


一个简单的解决方案,但它只使用小写和数字:

Random r = new java.util.Random ();
String s = Long.toString (r.nextLong () & Long.MAX_VALUE, 36);

大小约为12位数,以36为基数,这样就无法进一步改进。当然,您可以附加多个实例。


最佳随机字符串生成器方法

public class RandomStringGenerator{

    private static int randomStringLength = 25 ;
    private static boolean allowSpecialCharacters = true ;
    private static String specialCharacters = "!@$%*-_+:";
    private static boolean allowDuplicates = false ;

    private static boolean isAlphanum = false;
    private static boolean isNumeric = false;
    private static boolean isAlpha = false;
    private static final String alphabet = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
    private static boolean mixCase = false;
    private static final String capAlpha = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
    private static final String num = "0123456789";

    public static String getRandomString() {
        String returnVal = "";
        int specialCharactersCount = 0;
        int maxspecialCharacters = randomStringLength/4;

        try {
            StringBuffer values = buildList();
            for (int inx = 0; inx < randomStringLength; inx++) {
                int selChar = (int) (Math.random() * (values.length() - 1));
                if (allowSpecialCharacters)
                {
                    if (specialCharacters.indexOf("" + values.charAt(selChar)) > -1)
                    {
                        specialCharactersCount ++;
                        if (specialCharactersCount > maxspecialCharacters)
                        {
                            while (specialCharacters.indexOf("" + values.charAt(selChar)) != -1)
                            {
                                selChar = (int) (Math.random() * (values.length() - 1));
                            }
                        }
                    }
                }
                returnVal += values.charAt(selChar);
                if (!allowDuplicates) {
                    values.deleteCharAt(selChar);
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            returnVal = "Error While Processing Values";
        }
        return returnVal;
    }

    private static StringBuffer buildList() {
        StringBuffer list = new StringBuffer(0);
        if (isNumeric || isAlphanum) {
            list.append(num);
        }
        if (isAlpha || isAlphanum) {
            list.append(alphabet);
            if (mixCase) {
                list.append(capAlpha);
            }
        }
        if (allowSpecialCharacters)
        {
            list.append(specialCharacters);
        }
        int currLen = list.length();
        String returnVal = "";
        for (int inx = 0; inx < currLen; inx++) {
            int selChar = (int) (Math.random() * (list.length() - 1));
            returnVal += list.charAt(selChar);
            list.deleteCharAt(selChar);
        }
        list = new StringBuffer(returnVal);
        return list;
    }   

}

您可以为此使用Apache Commons库RandomStringUtils:

RandomStringUtils.randomAlphanumeric(20).toUpperCase();

这里是Scala解决方案:

(for (i <- 0 until rnd.nextInt(64)) yield { 
  ('0' + rnd.nextInt(64)).asInstanceOf[Char] 
}) mkString("")

public static String generateSessionKey(int length){
    String alphabet =
        new String("0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz"); // 9

    int n = alphabet.length(); // 10

    String result = new String();
    Random r = new Random(); // 11

    for (int i=0; i<length; i++) // 12
        result = result + alphabet.charAt(r.nextInt(n)); //13

    return result;
}

使用Apache Commons库,可以在一行中完成:

import org.apache.commons.lang.RandomStringUtils;
RandomStringUtils.randomAlphanumeric(64);

文档


令人惊讶的是,这里没有人建议,但:

import java.util.UUID

UUID.randomUUID().toString();

容易的

这样做的好处是UUID很好、很长,并且保证几乎不可能发生冲突。

维基百科对此有很好的解释:

“……只有在未来100年内每秒生成10亿个UUID之后,仅创建一个重复的概率才会达到50%。”

前四位是版本类型,两位是变体,因此您可以得到122位随机数。因此,如果需要,可以从末尾截断以减小UUID的大小。这是不推荐的,但你仍然有大量的随机性,足以让你的500k记录变得容易。


如果密码必须包含数字和字母特殊字符,则可以使用以下代码:

private static final String NUMBERS = "0123456789";
private static final String UPPER_ALPHABETS = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
private static final String LOWER_ALPHABETS = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
private static final String SPECIALCHARACTERS = "@#$%&*";
private static final int MINLENGTHOFPASSWORD = 8;

public static String getRandomPassword() {
    StringBuilder password = new StringBuilder();
    int j = 0;
    for (int i = 0; i < MINLENGTHOFPASSWORD; i++) {
        password.append(getRandomPasswordCharacters(j));
        j++;
        if (j == 3) {
            j = 0;
        }
    }
    return password.toString();
}

private static String getRandomPasswordCharacters(int pos) {
    Random randomNum = new Random();
    StringBuilder randomChar = new StringBuilder();
    switch (pos) {
        case 0:
            randomChar.append(NUMBERS.charAt(randomNum.nextInt(NUMBERS.length() - 1)));
            break;
        case 1:
            randomChar.append(UPPER_ALPHABETS.charAt(randomNum.nextInt(UPPER_ALPHABETS.length() - 1)));
            break;
        case 2:
            randomChar.append(SPECIALCHARACTERS.charAt(randomNum.nextInt(SPECIALCHARACTERS.length() - 1)));
            break;
        case 3:
            randomChar.append(LOWER_ALPHABETS.charAt(randomNum.nextInt(LOWER_ALPHABETS.length() - 1)));
            break;
    }
    return randomChar.toString();
}

public static String getRandomString(int length)
{
    String randomStr = UUID.randomUUID().toString();
    while(randomStr.length() < length) {
        randomStr += UUID.randomUUID().toString();
    }
    return randomStr.substring(0, length);
}

在前面的答案中有很多StringBuilder的用法。我想这很简单,但它需要每个字符调用一个函数,增加一个数组,等等。。。

如果使用字符串生成器,建议指定字符串所需的容量,即。,

new StringBuilder(int capacity);

这是一个不使用StringBuilder或字符串附加的版本,也没有字典。

public static String randomString(int length)
{
    SecureRandom random = new SecureRandom();
    char[] chars = new char[length];
    for(int i=0; i<chars.length; i++)
    {
        int v = random.nextInt(10 + 26 + 26);
        char c;
        if (v < 10)
        {
            c = (char)('0' + v);
        }
        else if (v < 36)
        {
            c = (char)('a' - 10 + v);
        }
        else
        {
            c = (char)('A' - 36 + v);
        }
        chars[i] = c;
    }
    return new String(chars);
}

public static String randomSeriesForThreeCharacter() {
    Random r = new Random();
    String value = "";
    char random_Char ;
    for(int i=0; i<10; i++)
    {
        random_Char = (char) (48 + r.nextInt(74));
        value = value + random_char;
    }
    return value;
}

您可以创建一个包含所有字母和数字的字符数组,然后可以从该字符数组中随机选择并创建自己的字符串密码。

char[] chars = new char[62]; // Sum of letters and numbers

int i = 0;

for(char c = 'a'; c <= 'z'; c++) { // For letters
    chars[i++] = c;
}

for(char c = '0'; c <= '9';c++) { // For numbers
    chars[i++] = c;
}

for(char c = 'A'; c <= 'Z';c++) { // For capital letters
    chars[i++] = c;
}

int numberOfCodes = 0;
String code = "";
while (numberOfCodes < 1) { // Enter how much you want to generate at one time
    int numChars = 8; // Enter how many digits you want in your password

    for(i = 0; i < numChars; i++) {
        char c = chars[(int)(Math.random() * chars.length)];
        code = code + c;
    }
    System.out.println("Code is:" + code);
}

您可以使用UUID类及其getLeastSignificantBits()消息来获取64位随机数据,然后将其转换为基数36的数字(即由0-9、a-Z组成的字符串):

Long.toString(Math.abs( UUID.randomUUID().getLeastSignificantBits(), 36));

这将产生一个长达13个字符的字符串。我们使用Math.abs()来确保没有负号潜入。


根据您的要求更改字符串字符。字符串是不可变的。这里StringBuilder.append比字符串串联更有效。


public static String getRandomString(int length) {
    final String characters = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJLMNOPQRSTUVWXYZ1234567890!@#$%^&*()_+";
    StringBuilder result = new StringBuilder();

    while(length > 0) {
        Random rand = new Random();
        result.append(characters.charAt(rand.nextInt(characters.length())));
        length--;
    }
    return result.toString();
}

Java 8中的另一种选择是:

static final Random random = new Random(); // Or SecureRandom
static final int startChar = (int) '!';
static final int endChar = (int) '~';

static String randomString(final int maxLength) {
  final int length = random.nextInt(maxLength + 1);
  return random.ints(length, startChar, endChar + 1)
        .collect(StringBuilder::new, StringBuilder::appendCodePoint, StringBuilder::append)
        .toString();
}

另一个解决方案。。。

public static String generatePassword(int passwordLength) {
    int asciiFirst = 33;
    int asciiLast = 126;
    Integer[] exceptions = { 34, 39, 96 };

    List<Integer> exceptionsList = Arrays.asList(exceptions);
    SecureRandom random = new SecureRandom();
    StringBuilder builder = new StringBuilder();
    for (int i=0; i<passwordLength; i++) {
        int charIndex;

        do {
            charIndex = random.nextInt(asciiLast - asciiFirst + 1) + asciiFirst;
        }
        while (exceptionsList.contains(charIndex));

        builder.append((char) charIndex);
    }
    return builder.toString();
}

使用UUID是不安全的,因为UUID的一部分根本不是随机的。erickson的过程非常简单,但它不会创建相同长度的字符串。以下代码片段应该足够了:

/*
 * The random generator used by this class to create random keys.
 * In a holder class to defer initialization until needed.
 */
private static class RandomHolder {
    static final Random random = new SecureRandom();
    public static String randomKey(int length) {
        return String.format("%"+length+"s", new BigInteger(length*5/*base 32,2^5*/, random)
            .toString(32)).replace('\u0020', '0');
    }
}

为什么选择长度*5?让我们假设一个长度为1的随机字符串的简单情况,即一个随机字符。要获得包含所有数字0-9和字符a-z的随机字符,我们需要一个介于0和35之间的随机数来获得每个字符中的一个。

BigInteger提供了一个构造函数来生成一个随机数,均匀分布在0到(2^numBits-1)的范围内。不幸的是,35不是一个可以由2^numBits-1接收的数字。

所以我们有两个选择:要么选择2^5-1=31,要么选择2^ 6-1=63。如果我们选择2^6,我们会得到很多“不必要”/“更长”的数字。因此,2^5是更好的选择,即使我们丢失了四个字符(w-z)。现在要生成特定长度的字符串,我们可以简单地使用2^(length*numBits)-1数字。最后一个问题是,如果我们想要一个具有一定长度的字符串,随机可能会生成一个小数字,因此长度不符合要求,因此我们必须将字符串填充到所需的长度,并加上前缀零。


也许这有帮助

package password.generater;

import java.util.Random;

/**
 *
 * @author dell
 */
public class PasswordGenerater {

    /**
     * @param args the command line arguments
     */
    public static void main(String[] args) {
        int length= 11;
        System.out.println(generatePswd(length));

        // TODO code application logic here
    }
    static char[] generatePswd(int len){
        System.out.println("Your Password ");
        String charsCaps="ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"; 
        String Chars="abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
        String nums="0123456789";
        String symbols="!@#$%^&*()_+-=.,/';:?><~*/-+";
        String passSymbols=charsCaps + Chars + nums +symbols;
        Random rnd=new Random();
        char[] password=new char[len];

        for(int i=0; i<len;i++){
            password[i]=passSymbols.charAt(rnd.nextInt(passSymbols.length()));
        }
      return password;

    }
}

这是算盘常用的一行:

String.valueOf(CharStream.random('0', 'z').filter(c -> N.isLetterOrDigit(c)).limit(12).toArray())

随机并不意味着它必须是唯一的。要获取唯一字符串,请使用:

N.uuid() // E.g.: "e812e749-cf4c-4959-8ee1-57829a69a80f". length is 36.
N.guid() // E.g.: "0678ce04e18945559ba82ddeccaabfcd". length is 32 without '-'

这在没有任何外部库的情况下很容易实现。

1.密码伪随机数据生成(PRNG)

首先,您需要加密PRNG。Java具有SecureRandom,通常使用机器上最好的熵源(例如/dev/random)。在这里阅读更多信息。

SecureRandom rnd = new SecureRandom();
byte[] token = new byte[byteLength];
rnd.nextBytes(token);

注意:SecureRandom是Java中生成随机字节的最慢但最安全的方法。但是,我建议不要在这里考虑性能,因为它通常不会对应用程序产生实际影响,除非您必须每秒生成数百万个令牌。

2.可能值的所需空间

接下来,你必须决定你的令牌需要“多么独特”。考虑熵的唯一目的是确保系统能够抵御暴力攻击:可能值的空间必须如此之大,以至于任何攻击者只能在非荒谬的时间1内尝试微不足道的一部分值。

唯一标识符(如随机UUID)具有122位熵(即,2^122=5.3x10^36)-冲突的可能性为“*(…),要有十亿分之一的重复机会,必须生成103万亿版本4 UUID 2”。我们将选择128位,因为它正好适合16个字节,而且对于基本上每一个但最极端的用例来说,它都是唯一的,而且您不必考虑重复。这是一个简单的熵比较表,包括生日问题的简单分析。

对于简单的需求,8或12字节的长度可能就足够了,但对于16字节,您处于“安全侧”。

基本上就是这样。最后一件事是考虑编码,以便将其表示为可打印文本(读,字符串)。

3.二进制到文本编码

典型编码包括:

Base64每个字符编码6位,产生33%的开销。幸运的是,Java 8+和Android中有标准实现。对于较旧的Java,您可以使用众多第三方库中的任何一个。如果您希望令牌是URL安全的,请使用RFC4648的URL安全版本(大多数实现通常支持该版本)。使用填充编码16个字节的示例:XfJhfv3C0P6ag7y9VQxSbw==Base32每个字符编码5位,产生40%的开销。这将使用A-Z和2-7,使其具有合理的空间效率,同时不区分大小写。JDK中没有任何标准实现。无填充编码16字节的示例:WUPIL5DQZGMF4D3NX5L7LNFOYBase16(十六进制)每个字符编码四位,每个字节需要两个字符(即,16字节创建长度为32的字符串)。因此,十六进制的空间效率低于Base32,但在大多数情况下(URL)使用它是安全的,因为它只使用0-9和A到F。示例编码16个字节:4fadd0f57cb3bf331441ed285b27735。请参阅此处有关转换为十六进制的堆栈溢出讨论。

诸如Base85和奇异Base122之类的附加编码具有更好/更差的空间效率。您可以创建自己的编码(本主题中的大多数答案都是这样做的),但如果您没有非常具体的要求,我建议您不要这样做。请参阅维基百科文章中的更多编码方案。

4.总结和示例

使用SecureRandom至少使用16字节(2^128)的可能值根据您的要求进行编码(如果需要字母数字,通常为十六进制或32进制)

不要

……使用您自己编写的编码:如果其他人看到您使用的标准编码,而不是每次创建字符时使用的奇怪循环,则可以更好地维护和阅读。…使用UUID:它不保证随机性;您浪费了6位熵,并且有一个冗长的字符串表示

示例:十六进制令牌生成器

public static String generateRandomHexToken(int byteLength) {
    SecureRandom secureRandom = new SecureRandom();
    byte[] token = new byte[byteLength];
    secureRandom.nextBytes(token);
    return new BigInteger(1, token).toString(16); // Hexadecimal encoding
}

//generateRandomHexToken(16) -> 2189df7475e96aa3982dbeab266497cd

示例:Base64令牌生成器(URL安全)

public static String generateRandomBase64Token(int byteLength) {
    SecureRandom secureRandom = new SecureRandom();
    byte[] token = new byte[byteLength];
    secureRandom.nextBytes(token);
    return Base64.getUrlEncoder().withoutPadding().encodeToString(token); //base64 encoding
}

//generateRandomBase64Token(16) -> EEcCCAYuUcQk7IuzdaPzrg

示例:Java CLI工具

如果您想要现成的CLI工具,可以使用dice:

示例:相关问题-保护当前ID

如果您已经有一个可以使用的id(例如,实体中的合成long),但不想发布内部值,则可以使用此库对其进行加密和模糊处理:https://github.com/patrickfav/id-mask

IdMask<Long> idMask = IdMasks.forLongIds(Config.builder(key).build());
String maskedId = idMask.mask(id);
// Example: NPSBolhMyabUBdTyanrbqT8
long originalId = idMask.unmask(maskedId);

此外,您可以通过ASCII表中的数据生成任何小写或大写字母,甚至特殊字符。例如,生成从A(DEC 65)到Z(DEC 90)的大写字母:

String generateRandomStr(int min, int max, int size) {
    String result = "";
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        result += String.valueOf((char)(new Random().nextInt((max - min) + 1) + min));
    }
    return result;
}

generateRandomStr(65、90、100)的生成输出;:

TVLPFQJCYFXQDCQSLKUKKILKKHAUFYEXLUQFHDWNMRBIRRRWNXNNZQTINZPCTKLHGHVYWRKEOYNSOFPZBGEECFMCOKWHLHCEWLDZ

我不太喜欢这些关于“简单”解决方案的答案:S

我会选择简单的;),纯Java,一行(熵基于随机字符串长度和给定字符集):

public String randomString(int length, String characterSet) {
    return IntStream.range(0, length).map(i -> new SecureRandom().nextInt(characterSet.length())).mapToObj(randomInt -> characterSet.substring(randomInt, randomInt + 1)).collect(Collectors.joining());
}

@Test
public void buildFiveRandomStrings() {
    for (int q = 0; q < 5; q++) {
        System.out.println(randomString(10, "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789")); // The character set can basically be anything
    }
}

或者(更易读的老方法)

public String randomString(int length, String characterSet) {
    StringBuilder sb = new StringBuilder(); // Consider using StringBuffer if needed
    for (int i = 0; i < length; i++) {
        int randomInt = new SecureRandom().nextInt(characterSet.length());
        sb.append(characterSet.substring(randomInt, randomInt + 1));
    }
    return sb.toString();
}

@Test
public void buildFiveRandomStrings() {
    for (int q = 0; q < 5; q++) {
        System.out.println(randomString(10, "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789")); // The character set can basically be anything
    }
}

但另一方面,你也可以使用UUID,它具有相当好的熵:

UUID.randomUUID().toString().replace("-", "")

这里有一个简单的一行代码,使用UUID作为字符基础,可以指定(几乎)任何长度。(是的,我知道以前有人建议使用UUID。)

public static String randString(int length) {
    return UUID.randomUUID().toString().replace("-", "").substring(0, Math.min(length, 32)) + (length > 32 ? randString(length - 32) : "");
}

public static String getRandomString(int length) {
    char[] chars = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRST".toCharArray();

    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    Random random = new Random();
    for (int i = 0; i < length; i++) {
        char c = chars[random.nextInt(chars.length)];
        sb.append(c);
    }
    String randomStr = sb.toString();

    return randomStr;
}

我认为这是这里最小的解决方案,或者几乎是最小的方案之一:

 public String generateRandomString(int length) {
    String randomString = "";

    final char[] chars = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz01234567890".toCharArray();
    final Random random = new Random();
    for (int i = 0; i < length; i++) {
        randomString = randomString + chars[random.nextInt(chars.length)];
    }

    return randomString;
}

代码工作正常。如果您正在使用此方法,我建议您使用超过10个字符。在5个字符/30362次迭代时发生冲突。这花了9秒。


这里是一个基于流的Java8解决方案。

    public String generateString(String alphabet, int length) {
        return generateString(alphabet, length, new SecureRandom()::nextInt);
    }

    // nextInt = bound -> n in [0, bound)
    public String generateString(String source, int length, IntFunction<Integer> nextInt) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        IntStream.generate(source::length)
                .boxed()
                .limit(length)
                .map(nextInt::apply)
                .map(source::charAt)
                .forEach(sb::append);

        return sb.toString();
    }

像这样使用

String alphabet = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789";
int length = 12;
String generated = generateString(alphabet, length);
System.out.println(generated);

函数nextInt应该接受一个int绑定,并返回一个介于0和绑定-1之间的随机数。


高效而简短。

/**
 * Utility class for generating random Strings.
 */
public interface RandomUtil {

    int    DEF_COUNT = 20;
    Random RANDOM    = new SecureRandom();

    /**
     * Generate a password.
     *
     * @return the generated password
     */
    static String generatePassword() {
        return generate(true, true);
    }

    /**
     * Generate an activation key.
     *
     * @return the generated activation key
     */
    static String generateActivationKey() {
        return generate(false, true);
    }

    /**
     * Generate a reset key.
     *
     * @return the generated reset key
     */
    static String generateResetKey() {
        return generate(false, true);
    }

    static String generate(boolean letters, boolean numbers) {
        int
            start = ' ',
            end   = 'z' + 1,
            count = DEF_COUNT,
            gap   = end - start;
        StringBuilder builder = new StringBuilder(count);

        while (count-- != 0) {
            int codePoint = RANDOM.nextInt(gap) + start;

            switch (getType(codePoint)) {
                case UNASSIGNED:
                case PRIVATE_USE:
                case SURROGATE:
                    count++;
                    continue;
            }

            int numberOfChars = charCount(codePoint);

            if (count == 0 && numberOfChars > 1) {
                count++;
                continue;
            }

            if (letters && isLetter(codePoint)
                || numbers && isDigit(codePoint)
                || !letters && !numbers) {

                builder.appendCodePoint(codePoint);
                if (numberOfChars == 2)
                    count--;
            }
            else
                count++;
        }
        return builder.toString();
    }
}

public static String RandomAlphanum(int length)
{
    String charstring = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789";
    String randalphanum = "";
    double randroll;
    String randchar;
    for (double i = 0; i < length; i++)
    {
        randroll = Math.random();
        randchar = "";
        for (int j = 1; j <= 35; j++)
        {
            if (randroll <= (1.0 / 36.0 * j))
            {
                randchar = Character.toString(charstring.charAt(j - 1));
                break;
            }
        }
        randalphanum += randchar;
    }
    return randalphanum;
}

我使用Math.random()使用了一个非常原始的算法。为了增加随机性,可以直接实现util.Date类。尽管如此,它还是有效的。


我正在使用Apache Commons的库生成一个字母数字字符串:

import org.apache.commons.lang3.RandomStringUtils;

String keyLength = 20;
RandomStringUtils.randomAlphanumeric(keylength);

它又快又简单!


我使用的是一个非常简单的Java8解决方案。只需根据您的需求进行定制。

...
import java.security.SecureRandom;
...

//Generate a random String of length between 10 to 20.
//Length is also randomly generated here.
SecureRandom random = new SecureRandom();

String sampleSet = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789_";

int stringLength = random.ints(1, 10, 21).mapToObj(x -> x).reduce((a, b) -> a).get();

String randomString = random.ints(stringLength, 0, sampleSet.length() - 1)
        .mapToObj(x -> sampleSet.charAt(x))
        .collect(Collector
            .of(StringBuilder::new, StringBuilder::append,
                StringBuilder::append, StringBuilder::toString));

我们可以使用它生成如下的字母数字随机字符串(返回的字符串将强制包含一些非数字字符以及一些数字字符):

public String generateRandomString() {
            
    String sampleSet = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz_";
    String sampleSetNumeric = "0123456789";
    
    String randomString = getRandomString(sampleSet, 10, 21);
    String randomStringNumeric = getRandomString(sampleSetNumeric, 10, 21);
    
    randomString = randomString + randomStringNumeric;
    
    //Convert String to List<Character>
    List<Character> list = randomString.chars()
            .mapToObj(x -> (char)x)
            .collect(Collectors.toList());
    
    Collections.shuffle(list);
    
    //This is needed to force a non-numeric character as the first String
    //Skip this for() if you don't need this logic

    for(;;) {
        if(Character.isDigit(list.get(0))) Collections.shuffle(list);
        else break;
    }
    
    //Convert List<Character> to String
    randomString = list.stream()
            .map(String::valueOf)
            .collect(Collectors.joining());
    
    return randomString;
    
}

//Generate a random number between the lower bound (inclusive) and upper bound (exclusive)
private int getRandomLength(int min, int max) {
    SecureRandom random = new SecureRandom();
    return random.ints(1, min, max).mapToObj(x -> x).reduce((a, b) -> a).get();
}

//Generate a random String from the given sample string, having a random length between the lower bound (inclusive) and upper bound (exclusive)
private String getRandomString(String sampleSet, int min, int max) {
    SecureRandom random = new SecureRandom();
    return random.ints(getRandomLength(min, max), 0, sampleSet.length() - 1)
    .mapToObj(x -> sampleSet.charAt(x))
    .collect(Collector
        .of(StringBuilder::new, StringBuilder::append,
            StringBuilder::append, StringBuilder::toString));
}

public class Utils {
    private final Random RANDOM = new SecureRandom();
    private final String ALPHABET = "0123456789QWERTYUIOPASDFGHJKLZXCVBNMqwertyuiopasdfghjklzxcvbnm";

    private String generateRandomString(int length) {
        StringBuffer buffer = new StringBuffer(length);
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            buffer.append(ALPHABET.charAt(RANDOM.nextInt(ALPHABET.length())));
        }
        return new String(buffer);
    } 
}

给定一些字符(AllCharacters),您可以随机选择字符串中的一个字符。然后使用for循环重复获取随机字符。

public class MyProgram {
  static String getRandomString(int size) {
      String AllCharacters = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789";
      StringBuilder sb = new StringBuilder(size);
      int length = AllCharacters.length();
      for (int i = 0; i < size; i++) {
          sb.append(AllCharacters.charAt((int)(length * Math.random())));
      }
      return sb.toString();
  }

  public static void main(String[] args) {
      System.out.println(MyProgram.getRandomString(30));
  }
}

在沙盒上试试另请参阅其他语言实现随机字符串生成器


您可以在没有外部库的情况下在一行中完成此操作。

int length = 12;
String randomString = new Random().ints(48, 122).filter(i -> (i < 58 || i > 64) && (i < 91 || i > 96)).limit(length).collect(StringBuilder::new, StringBuilder::appendCodePoint, StringBuilder::append).toString();
System.out.print(randomString);

我将长度分隔成一个参数,并添加了一行以打印结果。

此代码创建一个以字母数字ascii范围为界的随机整数流。然后它过滤掉一些符号,因为字母数字范围不是连续的。然后它限制长度并将结果收集到字符串中。

因为这种方法丢弃了它生成的大约20%的数字/字符(因为它们是符号),所以对性能的影响很小。

我不觉得它特别可读,但我认为没有人在一行中提出过本机Java解决方案。