go标准库的学习-crypto/rand

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参考：https://studygolang.com/pkgdoc

导入方式：

import "crypto/rand"

rand包实现了用于加解密的更安全的随机数生成器。

Variables

var Reader io.Reader

Reader是一个全局、共享的密码用强随机数生成器。在Unix类型系统中，会从/dev/urandom读取；而Windows中会调用CryptGenRandom API。

举例说明该如何使用Reader：

package main 
import(
    "fmt"
    "encoding/base64"
    "crypto/rand"
    "io"
)

//sessionId函数用来生成一个session ID，即session的唯一标识符
func sessionId() string {
    b := make([]byte, 32)
    //ReadFull从rand.Reader精确地读取len(b)字节数据填充进b
    //rand.Reader是一个全局、共享的密码用强随机数生成器
    if _, err := io.ReadFull(rand.Reader, b); err != nil { 
        return ""
    }
    fmt.Println(b) //[62 186 123 16 209 19 130 218 146 136 171 211 12 233 45 99 80 200 59 20 56 254 170 110 59 147 223 177 48 136 220 142]
    return base64.URLEncoding.EncodeToString(b)//将生成的随机数b编码后返回字符串,该值则作为session ID
}
func main() { 
    fmt.Println(sessionId()) //Prp7ENETgtqSiKvTDOktY1DIOxQ4_qpuO5PfsTCI3I4=
}

func Int

func Int(rand io.Reader, max *big.Int) (n *big.Int, err error)

返回一个在[0, max)区间服从均匀分布的随机值，如果max<=0则会panic。

举例：

package main 
import(
    "fmt"
    "crypto/rand"
    "math/big"
)


func main() { 
    //从128开始，这样就能够将(max.BitLen() % 8) == 0的情况包含在里面
    for n := 128; n < 140; n++ {
        b := new(big.Int).SetInt64(int64(n)) //将new(big.Int)设为int64(n)并返回new(big.Int)
        fmt.Printf("max Int is : %v\n", b)
        i, err := rand.Int(rand.Reader, b)
        if err != nil {
            fmt.Printf("Can't generate random value: %v, %v", i, err)
        }
        fmt.Printf("rand Int is : %v\n", i)
    }
}

bogon:~ user$ go run testGo.go 
max Int is : 128
rand Int is : 25
max Int is : 129
rand Int is : 117
max Int is : 130
rand Int is : 85
max Int is : 131
rand Int is : 62
max Int is : 132
rand Int is : 27
max Int is : 133
rand Int is : 120
max Int is : 134
rand Int is : 10
max Int is : 135
rand Int is : 27
max Int is : 136
rand Int is : 11
max Int is : 137
rand Int is : 119
max Int is : 138
rand Int is : 35
max Int is : 139
rand Int is : 83

func Prime

func Prime(rand io.Reader, bits int) (p *big.Int, err error)

返回一个具有指定字位数的数字，该数字具有很高可能性是质数。如果从rand读取时出错，或者bits<2会返回错误。

举例：

package main 
import(
    "fmt"
    "crypto/rand"
)


func main() { 
    for n := 2; n < 10; n++ {
        p, err := rand.Prime(rand.Reader, n) //n代表位数，比如3为2位，127为7位
        if err != nil {
            fmt.Printf("Can't generate %d-bit prime: %v", n, err)
        }
        if p.BitLen() != n { //返回p的绝对值的字位数，0的字位数为0
            fmt.Printf("%v is not %d-bit", p, n)
        }
        if !p.ProbablyPrime(32) { //对p进行32次Miller-Rabin质数检测。如果方法返回真则p是质数的几率为1-(1/4)**32；否则p不是质数
            fmt.Printf("%v is not prime", p)
        }
        fmt.Println(p)
    }
}

bogon:~ user$ go run testGo.go 
3
7
13
31
53
109
223
439

如果位数小于2的话，会报错：

package main 
import(
    "fmt"
    "crypto/rand"
    "log"
)


func main() { 
    p, err := rand.Prime(rand.Reader, 1) //n代表位数，比如3为2位，127为7位
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    fmt.Println(p)
}

bogon:~ user$ go run testGo.go 
2019/02/23 12:31:37 crypto/rand: prime size must be at least 2-bit
exit status 1

func Read

func Read(b []byte) (n int, err error)

本函数是一个使用io.ReadFull调用Reader.Read的辅助性函数。当且仅当err == nil时，返回值n == len(b)。

因为本函数是一个使用io.ReadFull调用Reader.Read的辅助性函数，所以最上面的那个生成session ID的例子等价于：

package main 
import(
    "fmt"
    "encoding/base64"
    "crypto/rand"
)

//sessionId函数用来生成一个session ID，即session的唯一标识符
func sessionId() string {
    b := make([]byte, 32)
    //rand.Reader是一个全局、共享的密码用强随机数生成器
    n, err := rand.Read(b);
    if err != nil { 
        return ""
    }
    fmt.Println(b[:n]) //[154 94 244 2 147 96 148 6 13 27 3 52 231 127 160 159 40 47 84 116 79 87 160 217 185 216 47 143 101 107 219 178]
    return base64.URLEncoding.EncodeToString(b)//将生成的随机数b编码后返回字符串,该值则作为session ID
}
func main() { 
    fmt.Println(sessionId()) //ml70ApNglAYNGwM053-gnygvVHRPV6DZudgvj2Vr27I=
}