如何安全地初始化 C++ 标准库中的 mt19937
如何安全地初始化 C++ 标准库中的 mt19937 背景 在看到 C++ Seeding Surprises ᴮᵃᶜᵏᵘᵖ 这篇文章之前，我一直使用如下代码初始化 std::mt19937 ： std::mt19937 mtr(std::random_device{}()); 问题 std::random_device 可能根本不是随机的 旧版 MinGW 中的 GCC 将其实现为确定性的，参见 std::random_device not working properly ᴮᵃᶜᵏᵘᵖ ，这一问题已在 MinGW GCC 9.2 中修复。 std::random_device 的值域不够大 std::random_device 的值域同 unsigned int ，在我的环境中为 [0,2^{32}-1] ，只提供了 32 位的随机性。 2^{32} 并不是一个很大的数字，下面我们来进行一组测试： 测试 环境： Intel Core i7-9750H @ 2.60GHz 单核 代码： 🔗 链接 编译结果： 🔗 链接 输出： Time: 1.74991 0 100035 1 100466 2 99877 3 100526 4 99746 5 100291 6 99643 7 99749 8 100147 9 99520 测试的数据范围是 10^6 ，因此预计可以在 2.09 小时内遍历 2^{32} 种情况。 众所周知，只要知道种子，就可以预测整个随机序列。因此，对于需要高安全性的用例来说，32 位的种子远远不够。 需要高安全性的用例应当使用 密码学安全伪随机数生成器 ᴮᵃᶜᵏᵘᵖ 。 std::seed_seq 的实现不靠谱 上面的代码中，我们只给 std::mt19937 提供了一个 32 位整数，但是 Mersenne Twister 的状态包含 624 个 32 位整数（参见 维基百科 ᴮᵃᶜᵏᵘᵖ ），因此标准库会使用 std::seed_seq 来扩充状态。 然而 std::seed_seq 的实现有问题。 在使用 32 位整数进行播种时，包括 7 和 13 在内的大约 \frac{2^{32}}e 个数永远不可能作为 std::mt
