Linux的两种随机数生成器

Posted 2020-09-03

Linux下有两个特殊设备文件/dev/random和/de/urandom，用于生成随机数。

1. /dev/random生成的随机数与当前使用的计算机硬件状态相关，提高了安全性，非常适合对随机数质量要求很高的场景。但是，如果硬件状态改变不足以提供足够多的信息给这个随机数生成器，读它产生的随机数的程序就会block住，一直等到有足够多的硬件状态改变导致数据生成为止。

2. /dev/urandom又称为“无限”或者“非堵塞”（"unlimited"^[5]/non-blockingrandom source^[4]）随机数生成器，它生成随机数的机制与硬件状态无关，所以速度比/dev/random快的多。在我的笔记本虚机上测试的结果是生成160M大小的随机数需要大约25秒

 

用随机数生成器生成内容全是随机数的文件：

dd if=/dev/urandom of=/test/random bs=1024k count=10

 

由于随机数生成器速度有限，如果要用它生成随机数去测试磁盘写性能，可以先生成一个中间文件存放随机数，然后再去写入磁盘测试性能。

 

与/dev/zero相比，/dev/urandom生成数据的速度要慢很多，在我的笔记本虚机上测试的结果是慢~20倍，结果如下：

 

[[email protected]~]$  time dd if=/dev/zero of=/dev/nullbs=160M count=1

1+0 records in

1+0 records out

167772160 bytes(168 MB) copied, 1.28577 s, 130 MB/s

 

real    0m1.289s

user    0m0.000s

sys     0m1.278s

[[email protected]~]$  time dd if=/dev/urandom of=/dev/nullbs=160M count=1

1+0 records in

1+0 records out

167772160 bytes(168 MB) copied, 23.488 s, 7.1 MB/s

 

real    0m23.491s

user    0m0.000s

sys     0m22.569s

 

在我的笔记本虚机上测试随机数生成器速度测试结果如下（供参考）：

框中用几种不同的方法生成填满160M文件大小的随机数，耗时都24秒左右。

[[email protected]~]$  time dd if=/dev/urandom of=/dev/nullbs=16M count=10

10+0 records in

10+0 records out

167772160 bytes(168 MB) copied, 24.4058 s, 6.9 MB/s

 

real    0m24.409s

user    0m0.000s

sys     0m24.177s

[[email protected]~]$  time dd if=/dev/urandom of=/dev/nullbs=16k count=10000

10000+0 records in

10000+0 records out

163840000 bytes(164 MB) copied, 24.9815 s, 6.6 MB/s

 

real    0m24.982s

user    0m0.036s

sys     0m24.685s

[[email protected]~]$  time dd if=/dev/urandom of=/dev/nullbs=160M count=1

1+0 records in

1+0 records out

167772160 bytes (168MB) copied, 25.9681 s, 6.5 MB/s

 

real    0m25.971s

user    0m0.000s

sys     0m25.694s