algorithm - 具有下一个和上一个支持的随机数生成？

Question

如何编写两个支持next和previous的随机数生成函数？

我的意思是如何编写两个函数:next_number() 和 previous_number()，next_number() 函数生成一个新的随机数和 previous_number() 函数生成先前生成的随机数。

例如:

int next_number()
{
   // ...?
}

int previous_number()
{
   // ...?
}

int num;

// Forward random number generating.
// ---> 54, 86, 32, 46, 17
num = next_number(); // num = 54
num = next_number(); // num = 86
num = next_number(); // num = 32
num = next_number(); // num = 46
num = next_number(); // num = 17

// Backward random number generating.
// <--- 17, 46, 32, 86, 54
num = previous_number(); // num = 46
num = previous_number(); // num = 32
num = previous_number(); // num = 86
num = previous_number(); // num = 54

Answer 1

您可以使用伪随机函数 (PRF) 轻松做到这一点。

这些函数接受一个键和一个值，并根据它们输出一个伪随机数。您将从/dev/random 中选择一个键，该键在程序运行时保持不变，然后为函数提供一个整数，您递增该整数以前进或递减该整数以返回。

这是一个伪代码示例:

initialize():
    Key = sufficiently many bytes from /dev/random
    N = 0

next_number():
    N = N + 1
    return my_prf(Key, N)

previous_number():
    N = N - 1
    return my_prf(Key, N)

在大多数密码学库中都可以找到强伪随机函数。正如 rici 指出的那样，您还可以使用任何加密函数(加密函数是伪随机排列，PRF 的子集，并且周期非常大，差异无关紧要)。