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JS?getRandomValues和Math.random方法深入解析

 更新時間：2023年04月14日 17:29:37   作者：不裁_caiii  
這篇文章主要為大家介紹了JS?getRandomValues和Math.random方法深入詳解，有需要的朋友可以借鑒參考下，希望能夠有所幫助，祝大家多多進步，早日升職加薪

Math.random()

Math.random()是JavaScript默認提供的生成隨機數(shù)的方法。該方法返回一個0到1之間的浮點數(shù)，其值由偽隨機算法產(chǎn)生。換言之，它并非真正的隨機數(shù)，而是使用數(shù)學函數(shù)和時間戳等系統(tǒng)變量來模擬隨機性。因此，盡管可能看起來相當隨機，但它的輸出結果并不能保證完全隨機或安全可靠。例如，如果連續(xù)調(diào)用Math.random()方法多次，會發(fā)現(xiàn)它返回的值存在某些明顯的重復性。以下是一些生成隨機整數(shù)的通常方法：

// 生成0~9之間的隨機整數(shù)
Math.floor(Math.random() * 10)
// 生成1~10之間的隨機整數(shù)
Math.floor(Math.random() * 10) + 1
// 生成100~200之間的隨機整數(shù)
Math.floor(Math.random() * 101) + 100

需要注意的是，Math.random()方法并不具備足夠的安全性，如需保證應用程序的安全性，請勿使用該方法生成密碼、加密密鑰等關鍵數(shù)據(jù)。此外，在JavaScript中訪問數(shù)學隨機數(shù)發(fā)生器時，可能由于算法和實現(xiàn)上的問題而受到攻擊，并導致產(chǎn)生可預測的序列。因此，如果需要在應用程序中生成安全可靠的隨機數(shù)，請考慮使用Crypto API中的getRandomValues()方法。

Crypto API 中的 getRandomValues()

getRandomValues()是由瀏覽器提供的一種更為安全和隨機的方法，它可以用于生成高質(zhì)量的偽隨機數(shù)。與Math.random()方法不同，getRandomValues()使用真正的隨機性源來生成隨機數(shù)。這些隨機性源通常被稱為“熵池”，它們由多個不可預測的因素組成，例如硬件噪聲、鼠標移動等。在實際使用中，getRandomValues()的輸出結果始終是隨機的，并且沒有明顯的重復性。

以下是一些使用Crypto API的getRandomValues()方法生成隨機整數(shù)的通常示例：

// 生成一個32位的隨機整數(shù)數(shù)組
const buffer = new Uint32Array(1);
window.crypto.getRandomValues(buffer);
console.log(buffer[0]);
// 生成1~10之間的隨機整數(shù)
let randomNumber;
do {
  randomNumber = window.crypto.getRandomValues(new Uint32Array(1))[0];
} while (randomNumber > 4294967295 - (4294967295 % 10))
randomNumber %= 10;
randomNumber += 1;
console.log(randomNumber);

需要注意的是，getRandomValues()方法需要瀏覽器支持Web Cryptography API，并且無法在Node.js應用程序中使用。

安全性

在討論隨機數(shù)生成方法時，必須注意安全性。安全的隨機數(shù)生成器是計算機科學中非常重要的部分，因為它們可以用于密碼學、保密通信、數(shù)字簽名等關鍵應用中。安全的隨機數(shù)生成器必須能夠產(chǎn)生完全不可預測的序列，并且不能受到攻擊者的控制或影響。

Math.random()方法不能滿足以上要求，因為它的輸出結果是通過算法和時間戳等系統(tǒng)變量獲得的。盡管看起來相當隨機，但它并不安全可靠，并且可能會被惡意攻擊者預測和利用。

相比之下，getRandomValues()方法使用真正的隨機性源來生成隨機數(shù)。它的輸出結果是完全不可預測的，并且沒有明顯的重復性。如果需要在應用程序中生成安全可靠的隨機數(shù)，請使用getRandomValues()方法。

性能

隨機數(shù)生成器的性能也是一個重要的問題。在大多數(shù)情況下，JavaScript應用程序不需要高度安全的隨機數(shù)，因此Math.random()方法可能是更好的選擇。它簡單易用，而且性能較好。

相比之下，getRandomValues()方法是一種復雜的隨機數(shù)生成器，它需要耗費更多的時間和資源來獲得真正的隨機性源。因此，在編寫輕量級或低優(yōu)先級應用程序時，應該考慮使用Math.random()方法以獲得更好的性能。但是，在涉及關鍵數(shù)據(jù)或強加密環(huán)境中，始終應使用getRandomValues()方法來保證安全可靠。

使用建議

在編寫應用程序時，需要根據(jù)需求選擇適當?shù)碾S機數(shù)生成方法。以下是一些建議：

  • 如果需要生成簡單的隨機數(shù)序列，并且無需考慮安全性問題，則可以使用Math.random()方法。
  • 如果需要生成安全可靠的隨機數(shù)，例如加密密鑰、數(shù)字簽名等，請使用getRandomValues()方法。
  • 當使用Math.random()方法時，請確保隨機數(shù)滿足統(tǒng)計分布的要求，并避免出現(xiàn)可預測的序列。
  • 如果需要高質(zhì)量的隨機數(shù)并且沒有安全性問題，請考慮使用第三方的隨機數(shù)生成器庫。

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