.NETのRandom（）への実装変更

Question

.NET Framework 1.1から.NET Framework 4へのデコードに使用されるメソッドを移行しています。 Randomの実装が変更されていることに気付きました。だから、同じ種があれば、Random.NextBytesは別の結果を返します。

したがって、次のコードを実行するとします。 .NET Framework 1.1の下で

byte[] bytes = new byte[4]; 
System.Random random = new System.Random(50); 
random.NextBytes(bytes); 

for(int i=0; i< bytes.Length; i++) 
{ 
    Console.WriteLine("bytes[" + i + "] = " + bytes[i]); 
} 

それが返されます。

bytes[0] = 216 
bytes[1] = 124 
bytes[2] = 183 
bytes[3] = 58 

を.NETフレームワーク4の下にそれが返されます。

bytes[0] = 154 
bytes[1] = 49 
bytes[2] = 183 
bytes[3] = 48 

この問題を解決する最良の方法は何ですか？

Answer 1

Reflectorを使用すると、1.1 mscorlibからRandomクラスをコピーできます。

public class Random1_1 
{ 
    // Fields 
    private int inext; 
    private int inextp; 
    private const int MBIG = 0x7fffffff; 
    private const int MSEED = 0x9a4ec86; 
    private const int MZ = 0x0; 
    private int[] SeedArray; 

    // Methods 
    public Random1_1() 
     : this(Environment.TickCount) 
    { 
    } 

    public Random1_1(int Seed) 
    { 
     this.SeedArray = new int[0x38]; 
     int num2 = 0x9a4ec86 - Math.Abs(Seed); 
     this.SeedArray[0x37] = num2; 
     int num3 = 0x1; 
     for (int i = 0x1; i < 0x37; i++) 
     { 
      int index = (0x15 * i) % 0x37; 
      this.SeedArray[index] = num3; 
      num3 = num2 - num3; 
      if (num3 < 0x0) 
      { 
       num3 += 0x7fffffff; 
      } 
      num2 = this.SeedArray[index]; 
     } 
     for (int j = 0x1; j < 0x5; j++) 
     { 
      for (int k = 0x1; k < 0x38; k++) 
      { 
       this.SeedArray[k] -= this.SeedArray[0x1 + ((k + 0x1e) % 0x37)]; 
       if (this.SeedArray[k] < 0x0) 
       { 
        this.SeedArray[k] += 0x7fffffff; 
       } 
      } 
     } 
     this.inext = 0x0; 
     this.inextp = 0x15; 
     Seed = 0x1; 
    } 

    public virtual int Next() 
    { 
     return (int)(this.Sample() * 2147483647.0); 
    } 

    public virtual int Next(int maxValue) 
    { 
     if (maxValue < 0x0) 
     { 
      throw new ArgumentOutOfRangeException("maxValue"); 
     } 
     return (int)(this.Sample() * maxValue); 
    } 

    public virtual int Next(int minValue, int maxValue) 
    { 
     if (minValue > maxValue) 
     { 
      throw new ArgumentOutOfRangeException("minValue"); 
     } 
     int num = maxValue - minValue; 
     if (num < 0x0) 
     { 
      long num2 = maxValue - minValue; 
      return (((int)((long)(this.Sample() * num2))) + minValue); 
     } 
     return (((int)(this.Sample() * num)) + minValue); 
    } 

    public virtual void NextBytes(byte[] buffer) 
    { 
     if (buffer == null) 
     { 
      throw new ArgumentNullException("buffer"); 
     } 
     for (int i = 0x0; i < buffer.Length; i++) 
     { 
      buffer[i] = (byte)(this.Sample() * 256.0); 
     } 
    } 

    public virtual double NextDouble() 
    { 
     return this.Sample(); 
    } 

    protected virtual double Sample() 
    { 
     int inext = this.inext; 
     int inextp = this.inextp; 
     if (++inext >= 0x38) 
     { 
      inext = 0x1; 
     } 
     if (++inextp >= 0x38) 
     { 
      inextp = 0x1; 
     } 
     int num = this.SeedArray[inext] - this.SeedArray[inextp]; 
     if (num < 0x0) 
     { 
      num += 0x7fffffff; 
     } 
     this.SeedArray[inext] = num; 
     this.inext = inext; 
     this.inextp = inextp; 
     return (num * 4.6566128752457969E-10); 
    } 
} 

テストされ、出力が得られます。

Answer 2

これはRandomの問題ではなく、ドキュメント化されたインターフェイスを完璧に満たしています。これは、実装の詳細に依存するソフトウェアの問題です。この間違いから学び、はもう一度やり直さないでください。

問題を修正する限り、1.1の擬似乱数生成を実装してデコードし、次に不安定な動作に依存しない新しいエンコード/デコードアルゴリズムを実装することができます（RandomまたはGetHashCode）を新しいバージョンのソフトウェアに適用します。

Answer 3

.NET 1.1バージョンのRandomに完全に頼っているのであれば、私が考えることができるのは、1.1をターゲットとする新しいアセンブリを作成し、アップグレードした.NET 4アプリケーションから呼び出すことだけです。

しかし、なぜあなたはこの種子を維持するために非常に重要であるかを詳しく説明できますか？より良い方法があるかもしれません。

Answer 4

また、System.Security.Cryptography.RandomNumberGeneratorクラスを使用して暗号的に強力なランダムなバイト配列を生成することをお勧めしますか？

RandomNumberGenerator rng = RandomNumberGenerator.Create(); 
byte[] bytes = new byte[128]; 
rng.GetBytes(bytes); 

私は、コメントの残りの部分に参加し、文書化されていない実装に依存すること悪いことを言及します。さらに、実際に予測可能な「ランダム性」に頼っている場合 - これを「安全」でなければならないものに使用しているなら、それは全く間違っています。

Answer 5

ここでは答えはありませんが、ここでは多くの人々に反して、私はばかげた行動を文書化するだけで十分だとは思いません。

なぜ、最初にシーディングメカニズムを提供しますか？さて、私はあなたに言います：おそらく何百万もの乱数を保持するのではなく、単一のシードからランダムシーケンスをいつでも再現できるようにします。私は「常に」と言っていましたが、「次のバージョンの.NETにアップグレードするまで」というわけではありません。バージョン間で一貫しないことにより、現在の.NET乱数ジェネレータはこの機能を提供しません。マイクロソフトでは、欠陥のある動作を記録するのではなく、これを実装する（または実装していない）方が良いはずです。

そして、実際にはアルゴリズムは実装の詳細ですが、メソッド呼び出しの結果を実装の詳細と呼ぶことができますか？次のバージョンでは、2つの文字列を連結したり、平方根を計算したりすることとは異なる結果を得る危険性がないことを確かめるために、.NET Frameworkのすべてのメソッドのドキュメントを実際に調べる必要がありますか？

私の意見では、私たちがここに持っているものは、ひどく実装された乱数ジェネレータです。もちろん、新しい実装に基づいて新しい機能に別の名前を付けることで、問題全体を簡単に回避することができました。