JS?getRandomValues和Math.random方法怎么使用

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Math.random()

Math.random()是JavaScript默認(rèn)提供的生成隨機(jī)數(shù)的方法。該方法返回一個(gè)0到1之間的浮點(diǎn)數(shù)，其值由偽隨機(jī)算法產(chǎn)生。換言之，它并非真正的隨機(jī)數(shù)，而是使用數(shù)學(xué)函數(shù)和時(shí)間戳等系統(tǒng)變量來(lái)模擬隨機(jī)性。因此，盡管可能看起來(lái)相當(dāng)隨機(jī)，但它的輸出結(jié)果并不能保證完全隨機(jī)或安全可靠。例如，如果連續(xù)調(diào)用Math.random()方法多次，會(huì)發(fā)現(xiàn)它返回的值存在某些明顯的重復(fù)性。以下是一些生成隨機(jī)整數(shù)的通常方法：

// 生成0~9之間的隨機(jī)整數(shù)
Math.floor(Math.random() * 10)
// 生成1~10之間的隨機(jī)整數(shù)
Math.floor(Math.random() * 10) + 1
// 生成100~200之間的隨機(jī)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(yīng)用程序的安全性，請(qǐng)勿使用該方法生成密碼、加密密鑰等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。此外，在JavaScript中訪問(wèn)數(shù)學(xué)隨機(jī)數(shù)發(fā)生器時(shí)，可能由于算法和實(shí)現(xiàn)上的問(wèn)題而受到攻擊，并導(dǎo)致產(chǎn)生可預(yù)測(cè)的序列。因此，如果需要在應(yīng)用程序中生成安全可靠的隨機(jī)數(shù)，請(qǐng)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(jī)的方法，它可以用于生成高質(zhì)量的偽隨機(jī)數(shù)。與Math.random()方法不同，getRandomValues()使用真正的隨機(jī)性源來(lái)生成隨機(jī)數(shù)。這些隨機(jī)性源通常被稱(chēng)為“熵池”，它們由多個(gè)不可預(yù)測(cè)的因素組成，例如硬件噪聲、鼠標(biāo)移動(dòng)等。在實(shí)際使用中，getRandomValues()的輸出結(jié)果始終是隨機(jī)的，并且沒(méi)有明顯的重復(fù)性。

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

// 生成一個(gè)32位的隨機(jī)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(jī)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(wú)法在Node.js應(yīng)用程序中使用。

安全性

在討論隨機(jī)數(shù)生成方法時(shí)，必須注意安全性。安全的隨機(jī)數(shù)生成器是計(jì)算機(jī)科學(xué)中非常重要的部分，因?yàn)樗鼈兛梢杂糜诿艽a學(xué)、保密通信、數(shù)字簽名等關(guān)鍵應(yīng)用中。安全的隨機(jī)數(shù)生成器必須能夠產(chǎn)生完全不可預(yù)測(cè)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?yàn)樗妮敵鼋Y(jié)果是通過(guò)算法和時(shí)間戳等系統(tǒng)變量獲得的。盡管看起來(lái)相當(dāng)隨機(jī)，但它并不安全可靠，并且可能會(huì)被惡意攻擊者預(yù)測(cè)和利用。

相比之下，getRandomValues()方法使用真正的隨機(jī)性源來(lái)生成隨機(jī)數(shù)。它的輸出結(jié)果是完全不可預(yù)測(cè)的，并且沒(méi)有明顯的重復(fù)性。如果需要在應(yīng)用程序中生成安全可靠的隨機(jī)數(shù)，請(qǐng)使用getRandomValues()方法。

性能

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

相比之下，getRandomValues()方法是一種復(fù)雜的隨機(jī)數(shù)生成器，它需要耗費(fèi)更多的時(shí)間和資源來(lái)獲得真正的隨機(jī)性源。因此，在編寫(xiě)輕量級(jí)或低優(yōu)先級(jí)應(yīng)用程序時(shí)，應(yīng)該考慮使用Math.random()方法以獲得更好的性能。但是，在涉及關(guān)鍵數(shù)據(jù)或強(qiáng)加密環(huán)境中，始終應(yīng)使用getRandomValues()方法來(lái)保證安全可靠。

使用建議

在編寫(xiě)應(yīng)用程序時(shí)，需要根據(jù)需求選擇適當(dāng)?shù)碾S機(jī)數(shù)生成方法。以下是一些建議：

• 如果需要生成簡(jiǎn)單的隨機(jī)數(shù)序列，并且無(wú)需考慮安全性問(wèn)題，則可以使用Math.random()方法。

• 如果需要生成安全可靠的隨機(jī)數(shù)，例如加密密鑰、數(shù)字簽名等，請(qǐng)使用getRandomValues()方法。

• 當(dāng)使用Math.random()方法時(shí)，請(qǐng)確保隨機(jī)數(shù)滿足統(tǒng)計(jì)分布的要求，并避免出現(xiàn)可預(yù)測(cè)的序列。

• 如果需要高質(zhì)量的隨機(jī)數(shù)并且沒(méi)有安全性問(wèn)題，請(qǐng)考慮使用第三方的隨機(jī)數(shù)生成器庫(kù)。

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