Korzystasz z prawdziwego generatora liczb losowych na piaszczystym moście?

Question

Zastanawiam się, czy istnieje sposób na wykorzystanie nowego, opartego na sprzęcie, prawdziwego generatora liczb, który znajduje się w procesorze Intel? Czytałem, że ta biblioteka MKL (Math Kernel Library) ujawnia tę funkcjonalność, ale wymaga to pakietu MKL i kompilatora intel, kończącego się dość drogo.

Czy istnieje inny sposób użycia generatora liczb losowych w moim C++? Na przykład ładna biblioteka tylko z nagłówkiem?

Answer 1

To może zależeć od systemu operacyjnego. Mogę sobie wyobrazić, że najnowsze jądra GNU/Linux mogą używać sprzętowych generatorów losowych dla np. /dev/random (od strony man random(4) sugeruje, że używa szumu), ale mogę się mylić.

Normalną praktyką jest stosowanie jakiś wspólny generator pseudo-losowych (jak np standardowa funkcja random(3)), ale do materiału siewnego go podczas uruchamiania aplikacji, od jakiegoś bardziej losowego źródła (np czytania /dev/urandom korzystając getpid() i coś z bieżący czas z gettimeofday() itd.).

Bardzo prawdopodobne jest, że uzyskanie bardzo dobrych liczb losowych jest czarną sztuką, przynajmniej dla mnie. Ale powyższe rozwiązanie ma co najmniej tę zaletę, że nie jest łatwo odtwarzalne z jednej aplikacji na drugą.

Jeśli twoja aplikacja jest długotrwała (np. Usługa sieciowa działająca w tym samym procesie przez wiele godzin), być może od czasu do czasu możesz ponownie uruchomić generator liczb pseudolosowych. Jeśli chodzi o serwer sieciowy, wyobrażam sobie, że można również użyć czasów żądań (mierząc je z milisekundową szczegółowością) jako źródła losowości (aby wysiać swój PRNG).

Answer 2

Firma Intel opublikowała instrukcję obsługi ręcznej, biblioteki i kodu dla instrukcji rdrand pod numerem http://software.intel.com/en-us/articles/intel-digital-random-number-generator-drng-software-implementation-guide.

Z Readme.

„Ponieważ wielu toolchains kompilator nie obsługują tej nowej instrukcji, ta biblioteka była stworzony w celu ułatwienia dostępu do niego Pomysł jest prosty: link do wbudowany statyczny biblioteka i ciesz się nową funkcją! "

Istnieją przykłady wszystkich wywołań biblioteki w main.c.

Udało mi się skompilować bibliotekę statyczną i program testowy w gcc na Mac OS X. Dokumentacja stwierdza, że ​​jest również kompatybilna z systemami Linux i Windows.

Należy pamiętać, że rdrand jest w rzeczywistości 128-bitowym generatorem liczb pseudolosowych z entropią generowaną sprzętowo. (Nadchodząca architektura Broadwell dostarczy instrukcję rdseed uzyskiwania dostępu do prawdziwego generatora liczb losowych.) Szczegóły różnicy i jej konsekwencje można znaleźć pod nagłówkiem "Long Answer" pod numerem http://software.intel.com/en-us/blogs/2012/11/17/the-difference-between-rdrand-and-rdseed.

Answer 3

Oto przykładowy kod:

#include <immintrin.h> 
#include <cstdint> 
... 
uint64_t val; 
if(!_rdseed64_step(&val)) { 
    printf("Error generating hardware random value\n"); 
} 
// Now val contains 64-bit pseudo-random number 

uint64_t val; 
if(!_rdrand64_step(&val)) { 
    printf("Error generating hardware random value\n"); 
} 
// Now val contains 64-bit true random number 

referencyjny: Intel Intrinsics Guide