Генератор случайных чисел android studio

Класс Random

Класс java.util.Random представляет собой генератор псевдослучайных чисел.

Класс представлен двумя конструкторами

• Random() — создаёт генератор чисел, использующий уникальное начальное число
• Random(long seed) — позволяет указать начальное число вручную

Так как класс создаёт псевдослучайное число, то задав начальное число, вы определяете начальную точку случайной последовательности. И будете получать одинаковые случайные последовательности. Чтобы избежать такого совпадения, обычно используют второй конструктор с использованием текущего времени в качестве инициирующего значения.

• boolean nextBoolean() — возвращает следующее случайное значение типа boolean
• void nextBytes(byte[] buf) — заполняет массив случайно созданными значениями
• double nextDouble() — возвращает следующее случайное значение типа double
• float nextFloat() — возвращает следующее случайное значение типа float
• synchronized double nextGaussian() — возвращает следующее случайное значение гауссова случайного числа, т.е. значения, центрированное по 0.0 со стандартным отклонением в 1.0 (кривая нормального распределения)
• int nextInt(int n) — возвращает следующее случайное значение типа int в диапазоне от 0 до n
• int nextInt() — возвращает следующее случайное значение типа int
• long nextLong() — возвращает следующее случайное значение типа long
• synchronized void setSeeD(long seed) — устанавливает начальное значение

Пример для вывода случайного числа.

Случайные числа часто используются в играх. Допустим, мы хотим вывести случайные числа от 1 до 6 при бросании игрального кубика. Попробуем.

При проверке вы заметите две нестыковки. Во-первых, иногда выпадает число 0, которого нет на кубике, а во-вторых никогда не выпадает число 6. Когда вы помещаете число в параметр метода, то это означает, что выпадают числа в диапазоне от 0 до указанного числа, которое в этот диапазон не входит. Если вы будете использовать число 7, то шестёрка станет выпадать, но по-прежнему будет выпадать число 0. Поэтому пример следует немного отредактировать.

Для генерации 10 чисел типа int используйте код:

Генерация в определённом интервале

Нужны случайные числа от 100 до 200? Пишем код.

Случайные цвета

Работать с числами не слишком интересно. Давайте поработаем со цветом. В Android некоторые цвета имеют конкретные названия, но по сути они являются числами типа int, например, красный цвет имеет константу Color.RED. Вам не надо знать, какое число соответствует этому цвету, так как проще понять по его названию.

Щёлкая по кнопке, вы будете менять её цвет случайным образом.

Лотерея «6 из 49»

Сформируем шесть случайных чисел из 49 и занесём их в списочный массив.

SecureRandom

Стандартный класс Random обычно используют для простых задач, не связанных с шифрованием. Для криптографии следует использовать схожий класс java.security.SecureRandom.

Не забывайте, что в классе Math есть метод random(), возвращающий случайное число от 0 до 1 (единица в диапазон не входит).

Источник

Генерация случайных чисел

Класс Math библиотеки Java имеет метод random(), который генерирует случайное значение в диапазоне [0,1). Обратите внимание, что данный диапазон не включает 1 и при описании закрывается круглой скобкой. Можно ли предсказать сгенерированное значение? Теоретически возможно, но практически – это очень труднореализуемая задача. А поскольку существует небольшая вероятность предсказывания случайно-сгенерируемого значения, то такие числа принято называть не случайными, а псевдослучайными.

Чтобы получить псевдо-случайное число в определенном диапазоне необходимо значение метода random() умножить на величину диапазона значений. Например, необходимо генерировать значение в диапазоне от min до max. В этом случае можно использовать следующий код :

Допустим, что необходимо получить значение в диапазоне [1,10), где min=1, max=10 (10 исключительно)

Алгоритм работает следующим образом : диапазон [0;1) умножается на 9=(10-1), соответственно получаем :

• нижняя граница: 0*9 = 0;
• верхняя граница: 1*9 = 9,

получаем диапазон [0,9), к которому добавляем min=1. В результате имеем :

• нижняя граница: 0 + 1 = 1;
• верхняя граница: 9 + 1 = 10.

После подстановки значений в выражение, получим :

Диапазон [-10, 10)

Чтобы получить псевдослучайное число в диапазоне от -10 до 10 (исключительно), необходимо значение Math.random() умножить на 20 и вычесть 10, как это представлено в следующем примере :

Генерирование целочисленных псевдослучайных значений

Для генерирования целочисленных псевдослучайных значений используется представленное выше выражение, в котором произведение «приводится» к целочисленному значению. Например, попробуем получить псевдослучайное значение в диапазоне [5,20]. Обратите внимание, что закрывающаяся скобка квадратная, т.е. 20 входит в диапазон. В этом случае к разности между максимальным и минимальным значениями следует добавить 1, т.е. определить диапазон целочисленных значений [5,21), где 21 не попадает в желаемый диапазон :

Класс Random

В качестве генератора псевдослучайных чисел можно также использовать класс java.util.Random, имеющий два конструктора :

Поскольку Random создаёт псевдослучайное число, то определив начальное число, устанавливается начальная точка случайной последовательности, способствующая получению одинаковых случайных последовательностей. Чтобы избежать такого совпадения, обычно применяют второй конструктор с использованием в качестве инициирующего значения текущего времени. В таблице представлены наиболее часто используемые методы генератора Random :

Метод	Описание
boolean nextBoolean()	получение следующего случайного значения типа boolean
double nextDouble()	получение следующего случайного значения типа double
float nextFloat()	получение следующего случайного значения типа float
int nextInt()	получение следующего случайного значения типа int
int nextInt(int n)	получение следующего случайного значения типа int в диапазоне от 0 до n
long nextLong()	получение следующего случайного значения типа long
void nextBytes(byte[] buf)	формирование массива из случайно генерируемых значений

Пример получения псевдослучайного целочисленного значения с использованием класса Random :

С классом Random алгоритм получения псевдослучайного числа такой же, как и у метода random класса Math. Допустим, что нам необходимо получить случайное число в диапазоне [5,100], 100 включительно. В этом случае код может выглядеть следующим образом :

Класс SecureRandom

Для криптографии следует применять класс SecureRandom, использующий криптографически сильный генератор случайных чисел (random number generator RNG).

В следующем примере формируется массив псевдослучайных значений типа byte :

Этот же массив можно сформировать методом generateSeed :

Пример использования SecureRandom представлен на странице Симметричного шифрования.

Источник

Генерируем случайное число Java

При разработке приложений часто нужно генерировать случайные числа. Java предоставляет для этого классы java.lang.Math и java.util.Random . В этой статье я расскажу о нескольких способах генерации случайных чисел и приведу конкретные примеры реализации.

Генерация случайных чисел с помощью класса Math

Чтобы сгенерировать случайное число Java предоставляет класс Math, доступный в пакете java.util. Этот класс содержит статичный метод Math.random(), предназначенный для генерации случайных чисел типа double .

Метод random( ) возвращает положительное число большее или равное 0,0 и меньшее 1,0. При вызове данного метода создается объект генератора псевдослучайных чисел java.util.Random.

Math.random() можно использовать с параметрами и без. В параметрах задается диапазон чисел, в пределах которого будут генерироваться случайные значения.

Пример использования Math.random():

Метод getRandomNumber( ) использует Math.random() для возврата положительного числа, которое больше или равно 0,0 или меньше 1,0 .

Результат выполнения кода:

Случайные числа в заданном диапазоне

Для генерации случайных чисел в заданном диапазоне необходимо указать диапазон. Синтаксис:

Разобьем это выражение на части:

1. Сначала умножаем диапазон значений на результат, который генерирует метод random().Math.random() * (max — min)возвращает значение в диапазоне [0 , max- min], где max не входит в заданные рамки. Например, выражение Math.random()*5 вернет значение в диапазоне [0 , 5], в который 5 не входит.
2. Расширяем охват до нужного диапазона. Это делается с помощью минимального значения.

Но выражение по-прежнему не охватывает максимальное значение.

• Чтобы получить максимальное значение, прибавьте 1 к параметру диапазона (max — min). Это вернет случайное число в указанном диапазоне.

Существуют различные способы реализации приведенного выше выражения. Рассмотрим некоторые из них.

Случайное двойное число в заданном диапазоне

По умолчанию метод Math.random() при каждом вызове возвращает случайное число типа double . Например:

Вы можете вызвать предыдущий метод из метода main, передав аргументы, подобные этому.

Случайное целое число в заданном диапазоне

Пример генерации случайного целочисленного значения в указанном диапазоне:

Метод getRandomIntegerBetweenRange() создает случайное целое число в указанном диапазоне. Так как Math.random() генерирует случайные числа с плавающей запятой, то нужно привести полученное значение к типу int. Этот метод можно вызвать из метода main, передав ему аргументы следующим образом:

Примечание . В аргументах также можно передать диапазон отрицательных значений, чтобы сгенерировать случайное отрицательное число в этом диапазоне.

Генерация случайных чисел с помощью класса Random

Класс java.util.Random можно применять для генерации случайных чисел различных типов: int, float, double, long и boolean .

Для этого сначала создайте экземпляр класса Random, а затем вызовите один из методов генератора случайных значений: nextInt( ), nextDouble( ) или nextLong( ).

Метод nextInt( ) класса Random принимает граничное целое число и возвращает случайное значение int от 0 (включительно) до указанного предела (не включая).

Пример использования метода nextInt( ):

Пример использования метода nextInt ( ) для генерации целого числа в заданном диапазоне:

Методы nextFloat ( ) и nextDouble( ) позволяют генерировать числа с плавающей запятой, а также значения типа double в диапазоне от 0,0 до 1,0.

Код для использования обоих методов:

Генерируем случайное число в Java 8 — особенности

В Java 8 был представлен новый метод класса java.util.Random — ints(). Он возвращает неограниченный поток псевдослучайных значений int. Данный метод позволяет указать диапазон чисел, задав минимальное и максимальное значения.

Пример использования метода Random.ints() для генерации случайных целочисленных значений в указанном диапазоне:

Метод getRandomNumberInts( ) генерирует поток случайных целых чисел от min(включительно) и до max (не входит в диапазон).

Метод ints( ) создает IntStream, поэтому будет вызвана функция findFirst( ). Она возвращает объект OptionalInt , который описывает первый элемент этого потока. Затем код вызывает метод getAsInt( ), чтобы вернуть значение int в OptionalInt.

Пример использования метода Random.ints() для генерации потока случайных целочисленных значений:

Код для вызова предыдущего метода:

Результат работы приведенного выше кода:

Пример использования метода Random.ints() для генерации потока из диапазона случайных целочисленных значений:

Код для вызова приведенного выше метода:

Результат работы предыдущего примера:

Кроме ints( ) существует еще несколько методов, которые были добавлены к классу Random в Java 8. Они могут возвращать последовательный поток случайных чисел. Это:

• LongStream longs( );
• DoubleStream doubles( ).

Заключение

Класс java.util.Random реализует линейный конгруэнтный генератор (LCG). Он отличается быстротой работы. Но при этом он не подходит для использования в режиме реального времени. Например, для генерации уникального идентификатора сессии на сервере, в научных экспериментах, криптографии лотереях и розыгрышах.

Пожалуйста, оставьте свои комментарии по текущей теме материала. Мы крайне благодарны вам за ваши комментарии, отклики, дизлайки, лайки, подписки!

Пожалуйста, оставляйте ваши отзывы по текущей теме материала. За комментарии, отклики, лайки, дизлайки, подписки огромное вам спасибо!

Источник

Шифрование и генерация случайных чисел в Android приложениях. Тестовые примеры

Шифрование данных

Шифрование имеет важное значение, поскольку позволяет скрыть от посторонних глаз то, что им не следует видеть. Мобильные устройства хранят все больше и больше значимой информации, и защитить ее – прямая обязанность каждого разработчика.
Существует два варианта шифрования данных под Android: с использованием Java Crypto API и OpenSSL API (нативный код). Мы рассмотрим оба.

Java Crypto API

Использовать Java Crypto API под Android очень просто. Сначала вам необходимо сгенерировать ключ шифрования. За это отвечает класс KeyGenerator в пэкедже javax.crypto.

Теперь вы можете использовать сгенерированный ключ для шифрования файлов с данными. Для этого зашифруем блоки байтов по алгоритму AES с помощью javax.crypto.

OpenSSL API

Шифрование данных через OpenSSL под Android требует написания нативного кода С, который доступен в Java через вызовы JNI. Это отнимает больше времени, зато быстродействие в результате будет выше.
Для начала сгенерируем ключ и iv.

Теперь мы можем использовать сгенерированный ключ (cKeyBuffer) для шифрования файла. Инициализируем EVP с помощью вашего ключа и iv. Теперь подаем блоки байтов на вход функции EVP_EncryptUpdate. Последняя порция байтов из вашего файла должна быть скормлена функции EVP_EncryptFinal_ex.

Генерация случайных чисел

Генератор случайных чисел (RNG) – это программа или устройство для производства случайной последовательности чисел на определенном промежутке. RNG является жизненно важным для безопасности приложения. В реальности криптографический протокол может быть очень надежным, но при этом подверженным разнообразным атакам из-за того, что в своей основе использует слабые методы генерации ключа. Для усиления ключа и повышения надежности всей системы в целом может использоваться аппаратная поддержка RNG.

Существует целых 4 способа сгенерировать случайные числа в Android:

• java.util.random
• java.security.SecureRandom
• /dev/urandom
• OpenSSL API

Однако, если вы используете RNG для генерации ключа, защищающего ваши данные, использовать обычный класс Random не рекомендуется, так его легче всего взломать. Остальные 3 метода обеспечивают более надежную защиту.

java.util.random

Использовать Java Random Number API очень просто. Вызов Random.nextInt() возвратит 4-байтное случайное значение (общее количество возможных значений – 2 32 ). Это API вполне годится для случаев, когда не требуется полагаться на действительно случайные числа.

java.security.SecureRandom

SecureRandom похож на java.util.Random в том смысле, что также возвращает 4-байтовое значение. SecureRandom криптографически более надежен, однако разработчики должны ознакомиться с недавней рекомендацией генерировать затравочную величину с помощью /dev/urandom для SecureRandom перед генерацией случайных чисел. В примере ниже /dev/urandom не используется.

/dev/urandom

Во всех операционных системах семейства Linux, включая Android, имеется специальный файл, созданный ядром, с помощью которого можно предоставить случайные числа приложениям. Среди всех 4 способов этот самый медленный, он генерирует криптографически безопасные значения с высокой энтропией путем объединения шумовых величин из различных частей операционной системы (например, драйверов устройств) для RNG. Мы можем получить случайное число непосредственно из ядра, прочитав файл /dev/urandom. /dev/urandom имеет доступ к аппаратному RNG, если таковой имеется.

OpenSSL API

Мы также можем использовать OpenSSL API для получения случайных чисел в нативном коде С. В OpenSSL возможно использование затравочных байт из /dev/urandom для генерации криптографически безопасных случайных чисел. OpenSSL API обратится к аппаратному RNG, если таковой имеется.

Источник