Переглянувши інші відповіді та розглянувши коментарі CodeInChaos, а також CodeInChaos як і раніше упереджену (хоча й меншу) відповідь, я подумав, що потрібен остаточний остаточний виріз та вставка . Тому, оновлюючи свою відповідь, я вирішив все вийти.
Щоб отримати найновішу версію цього коду, відвідайте новий сховище Hg у Bitbucket: https://bitbucket.org/merarischroeder/secureswiftrandom . Я рекомендую вам скопіювати і вставити код з: https://bitbucket.org/merarischroeder/secureswiftrandom/src/6c14b874f34a3f6576b0213379ecdf0ffc7496ea/Code/Alivate.SolidSwiftRandom/SolidSwiftRandom.cs?at=default&fileviewer=file-view-default (переконайтеся , що ви оберете кнопка Raw, щоб полегшити копіювання та переконатися, що у вас є остання версія, я думаю, що це посилання переходить до конкретної версії коду, а не останньої).
Оновлені нотатки:
- Що стосується деяких інших відповідей - Якщо ви знаєте довжину виводу, вам не потрібен StringBuilder, а при використанні ToCharArray це створює і заповнює масив (спочатку вам не потрібно створювати порожній масив)
- Що стосується деяких інших відповідей - Вам слід скористатися NextBytes, а не отримувати їх по черзі для виконання
- Технічно ви могли закріпити байтовий масив для швидшого доступу. Це, як правило, того варто, коли ваш ітератор перевищує 6-8 разів через байтовий масив. (Тут не робиться)
- Використання RNGCryptoServiceProvider для найкращої випадковості
- Використання кешування 1 МБ буфера випадкових даних - бенчмаркінг показує кешовану однобайтову швидкість доступу ~ 1000x швидше - займає 9 мс за 1 МБ проти 989 мс для кешування.
- Оптимізоване відхилення зони зміщення в моєму новому класі.
Кінцеве рішення питання:
static char[] charSet = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789".ToCharArray();
static int byteSize = 256; //Labelling convenience
static int biasZone = byteSize - (byteSize % charSet.Length);
public string GenerateRandomString(int Length) //Configurable output string length
{
byte[] rBytes = new byte[Length]; //Do as much before and after lock as possible
char[] rName = new char[Length];
SecureFastRandom.GetNextBytesMax(rBytes, biasZone);
for (var i = 0; i < Length; i++)
{
rName[i] = charSet[rBytes[i] % charSet.Length];
}
return new string(rName);
}
Але вам потрібен мій новий (неперевірений) клас:
/// <summary>
/// My benchmarking showed that for RNGCryptoServiceProvider:
/// 1. There is negligable benefit of sharing RNGCryptoServiceProvider object reference
/// 2. Initial GetBytes takes 2ms, and an initial read of 1MB takes 3ms (starting to rise, but still negligable)
/// 2. Cached is ~1000x faster for single byte at a time - taking 9ms over 1MB vs 989ms for uncached
/// </summary>
class SecureFastRandom
{
static byte[] byteCache = new byte[1000000]; //My benchmark showed that an initial read takes 2ms, and an initial read of this size takes 3ms (starting to raise)
static int lastPosition = 0;
static int remaining = 0;
/// <summary>
/// Static direct uncached access to the RNGCryptoServiceProvider GetBytes function
/// </summary>
/// <param name="buffer"></param>
public static void DirectGetBytes(byte[] buffer)
{
using (var r = new RNGCryptoServiceProvider())
{
r.GetBytes(buffer);
}
}
/// <summary>
/// Main expected method to be called by user. Underlying random data is cached from RNGCryptoServiceProvider for best performance
/// </summary>
/// <param name="buffer"></param>
public static void GetBytes(byte[] buffer)
{
if (buffer.Length > byteCache.Length)
{
DirectGetBytes(buffer);
return;
}
lock (byteCache)
{
if (buffer.Length > remaining)
{
DirectGetBytes(byteCache);
lastPosition = 0;
remaining = byteCache.Length;
}
Buffer.BlockCopy(byteCache, lastPosition, buffer, 0, buffer.Length);
lastPosition += buffer.Length;
remaining -= buffer.Length;
}
}
/// <summary>
/// Return a single byte from the cache of random data.
/// </summary>
/// <returns></returns>
public static byte GetByte()
{
lock (byteCache)
{
return UnsafeGetByte();
}
}
/// <summary>
/// Shared with public GetByte and GetBytesWithMax, and not locked to reduce lock/unlocking in loops. Must be called within lock of byteCache.
/// </summary>
/// <returns></returns>
static byte UnsafeGetByte()
{
if (1 > remaining)
{
DirectGetBytes(byteCache);
lastPosition = 0;
remaining = byteCache.Length;
}
lastPosition++;
remaining--;
return byteCache[lastPosition - 1];
}
/// <summary>
/// Rejects bytes which are equal to or greater than max. This is useful for ensuring there is no bias when you are modulating with a non power of 2 number.
/// </summary>
/// <param name="buffer"></param>
/// <param name="max"></param>
public static void GetBytesWithMax(byte[] buffer, byte max)
{
if (buffer.Length > byteCache.Length / 2) //No point caching for larger sizes
{
DirectGetBytes(buffer);
lock (byteCache)
{
UnsafeCheckBytesMax(buffer, max);
}
}
else
{
lock (byteCache)
{
if (buffer.Length > remaining) //Recache if not enough remaining, discarding remaining - too much work to join two blocks
DirectGetBytes(byteCache);
Buffer.BlockCopy(byteCache, lastPosition, buffer, 0, buffer.Length);
lastPosition += buffer.Length;
remaining -= buffer.Length;
UnsafeCheckBytesMax(buffer, max);
}
}
}
/// <summary>
/// Checks buffer for bytes equal and above max. Must be called within lock of byteCache.
/// </summary>
/// <param name="buffer"></param>
/// <param name="max"></param>
static void UnsafeCheckBytesMax(byte[] buffer, byte max)
{
for (int i = 0; i < buffer.Length; i++)
{
while (buffer[i] >= max)
buffer[i] = UnsafeGetByte(); //Replace all bytes which are equal or above max
}
}
}
Для історії - моє старе рішення для цієї відповіді, використано об'єкт Random:
private static char[] charSet =
"abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789".ToCharArray();
static rGen = new Random(); //Must share, because the clock seed only has Ticks (~10ms) resolution, yet lock has only 20-50ns delay.
static int byteSize = 256; //Labelling convenience
static int biasZone = byteSize - (byteSize % charSet.Length);
static bool SlightlyMoreSecurityNeeded = true; //Configuration - needs to be true, if more security is desired and if charSet.Length is not divisible by 2^X.
public string GenerateRandomString(int Length) //Configurable output string length
{
byte[] rBytes = new byte[Length]; //Do as much before and after lock as possible
char[] rName = new char[Length];
lock (rGen) //~20-50ns
{
rGen.NextBytes(rBytes);
for (int i = 0; i < Length; i++)
{
while (SlightlyMoreSecurityNeeded && rBytes[i] >= biasZone) //Secure against 1/5 increased bias of index[0-7] values against others. Note: Must exclude where it == biasZone (that is >=), otherwise there's still a bias on index 0.
rBytes[i] = rGen.NextByte();
rName[i] = charSet[rBytes[i] % charSet.Length];
}
}
return new string(rName);
}
Продуктивність:
- SecureFastRandom - Перший одиночний запуск = ~ 9-33ms . Непомітний. Триває : 5 мс (іноді доходить до 13 мс ) за 10 000 ітерацій, з єдиною середньою ітерацією = 1,5 мікросекунди. . Примітка. Потрібно, як правило, 2, але іноді до 8 кеш-оновлень - залежить від того, скільки одиничних байтів перевищує зону зміщення
- Випадковий - перший разовий пробіг = ~ 0-1мс . Непомітний. Триває : 5 мс понад 10 000 ітерацій. З однією середньою ітерацією = .5 мікросекунд. . Приблизно однакова швидкість.
Також перевірте:
Ці посилання - ще один підхід. Буферизація може бути додана до цієї нової бази кодів, але найважливішим було вивчення різних підходів до усунення упередженості та порівняльний аналіз швидкості та плюсів / мінусів.