shell产生随机数七种方法的实现
一、问题
Shell下有时需要使用随机数，在此总结产生随机数的方法。计算机产生的的只是“伪随机数”，不会产生绝对的随机数（是一种理想随机数）。伪随机数在大量重现时也并不一定保持唯一，但一个好的伪随机产生算法将可以产生一个非常长的不重复的序列。
二、随机数
1、生成随机数的七种方法
（1）通过内部系统变量（$RANDOM）
echo$RANDOM
生成0-32767之间的整数随机数，若超过5位可以加个固定10位整数，然后进行求余。
生成400000~500000的随机数：
#!/bin/bash
functionrand(){
min=$1
max=$(($2-$min+1))
num=$(($RANDOM+1000000000))#增加一个10位的数再求余
echo$(($num%$max+$min))
}
rnd=$(rand400000500000)
echo$rnd
exit0
（2）使用awk的随机函数
awk'BEGIN{srand();printrand()*1000000}'#可以加上if判断
（3）opensslrand产生随机数
opensslrand用于产生指定长度个bytes的随机字符。-base64或-hex对随机字符串进行base64编码或用hex格式显示。
opensslrand-base648|md5sum|cut-c1-8#八位字母和数字的组合，3a61800e opensslrand-base648|cksum|cut-c1-8#八位数字，10784736
（4）通过时间获得随机数（date）
date+%s%N#生成19位数字，1287764807051101270 date+%s%N|cut-c6-13#取八位数字，21793709 date+%s%N|md5sum|head-c8#八位字母和数字的组合，87022fda
生成1~50的随机数：
#!/bin/bash
functionrand(){
min=$1
max=$(($2-$min+1))
num=$(date+%s%N)
echo$(($num%$max+$min))
}
rnd=$(rand150)
echo$rnd
exit0
（5）通过系统内唯一数据生成随机数（/dev/random及/dev/urandom）
/dev/random存储系统当前运行的环境的实时数据，可以看作系统某时候的唯一值数据，提供优质随机数。
/dev/urandom是非阻塞的随机数产生器，读取时不会产生阻塞，速度更快、安全性较差的随机数发生器。
cat/dev/urandom|head-n10|md5sum|head-c10#32f1e953ac cat/dev/urandom|strings-n8|head-n1#生成全字符的随机字符串，08?WU$ZU cat/dev/urandom|sed-e's/[^a-zA-Z0-9]//g'|strings-n8|head-n1#生成数字加字母的随机字符串，Ql2q9CXS，其中strings-n设置字符串的字符数，head-n设置输出的行数。 head-200/dev/urandom|cksum|cut-d""-f1#urandom的数据很多使用cat会比较慢，在此使用head读200行，cksum将读取文件内容生成唯一的表示整型数据，cut以”“分割然后得到分割的第一个字段数据
（6）读取linux的uuid码
UUID码全称是通用唯一识别码(UniversallyUniqueIdentifier,UUID)，UUID格式是：包含32个16进制数字，以“-”连接号分为五段，形式为8-4-4-4-12的32个字符。linux的uuid码也是有内核提供的，在/proc/sys/kernel/random/uuid这个文件内。cat/proc/sys/kernel/random/uuid每次获取到的数据都会不同。
cat/proc/sys/kernel/random/uuid|cksum|cut-f1-d""#获取不同的随机整数，1675034933 cat/proc/sys/kernel/random/uuid|md5sum|cut-c1-8#数字加字母的随机数，d69a7ebf
使用linuxuuid生成100~500随机数：
#!/bin/bash
functionrand(){
min=$1
max=$(($2-$min+1))
num=$(cat/proc/sys/kernel/random/uuid|cksum|awk-F'''{print$1}')
echo$(($num%$max+$min))
}
rnd=$(rand100500)
echo$rnd
exit0
（7）从元素池中随机抽取取
pool=(abcdefghijklmnopqrst12345678910)
num=${#pool[*]}
result=${pool[$((RANDOM%num))]}
用于生成一段特定长度的有数字和字母组成的字符串，字符串中元素来自自定义的池子。
#!/bin/bash
length=8
i=1
seq=(0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ)
num_seq=${#seq[@]}
while["$i"-le"$length"]
do
seqrand[$i]=${seq[$((RANDOM%num_seq))]}
let"i=i+1"
done
echo"Therandomstringis:"
forjin${seqrand[@]}
do
echo-n$j
done
echo
2、随机数应用
（1）随机数在互联网中应用广泛如计算机仿真模拟、数据加密、网络游戏等，在登录某些论坛或游戏时，系统会产生一个由随机数字和字母组成的图片，用户必须正确输入，这是防止恶意攻击的很好的方法，因比较难破解图片格式的字符。其关键技术就是产生随机数，再使用ASP.NET等工具将这些字符串封装成图片格式以作为验证图片。
（2）网络游戏中也常利用随机数完成一些功能，比如掷骰子、发扑克牌等。以下是连续掷1000次骰子，然后统计出1～6点的次数：
#!/bin/bash
#RANDOM=$$
PIPS=6
MAX=1000
throw=1
one=0
two=0
three=0
four=0
five=0
six=0
count()
{
case"$1"in
0)let"one=one+1";;
1)let"two=two+1";;
2)let"three=three+1";;
3)let"four=four+1";;
4)let"five=five+1";;
5)let"six=six+1";;
esac
}
while["$throw"-le"$MAX"]
do
let"dice=RANDOM%$PIPS"
count$dice
let"throw=throw+1"
done
echo"Thestatisticsresultsareasfollows:"
echo"one=$one"
echo"two=$two"
echo"three=$three"
echo"four=$four"
echo"five=$five"
echo"six=$six"
RANDOM产生的随机数基本在平均值左右浮动（即方差较小）。
（3）批量创建10个系统帐号，密码随机
先看看指定用户密码的脚本：
#!/bin/bash #批量创建10个系统帐号并设置密码，帐号和密码相同 fornamein`seq-w10` do #非交互式的输入密码 useraddlinux$name&&echo"linux$name"|passwd--stdinlinux$name done
10个用户用户名和密码相同都从linux-01到linux-10，再看看用户密码随机生成的脚本：
#!/bin/bash #批量创建10个系统帐号并设置密码 rm-fuser.log fornamein`seq-w10` do #非交互式的输入随机密码 password=`echo$RANDOM|md5sum|cut-c1-8` #可以使用password=`echo"date$RANDOM"|md5sum|cut-c3-11` #也可以使用password=`pensslrand-base648|md5sum|cut-c1-8` useraddlinux$name&&echopassword|passwd--stdinlinux$name echo-e"user=linux$name\tpasswd=$password">>user.log#保存用户名密码以查阅 done
对比可以看出，随机生成密码的灵活性和保密性，管理员可以打开user.log文件，记录刚创建的十个用户的信息。
三、总结
（1）Shell产生伪随机数的函数$RANDOM，能方便地产生分布较平均的伪随机数，能满足大部分应用的需求。
（2）产生随机数的方法还有很多并且可以扩展，扩展思路才能选择最近的方式。
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