一种生成伪随机数种子的方法与流程

本发明涉及汽车领域，具体涉及一种生成伪随机数种子的方法。

背景技术

计算机或计算器产生的随机数有很长的周期性。它们不真正地随机，因为它们实际上是可以计算出来的，但是它们具有类似于随机数的统计特征。这样的发生器叫做伪随机数发生器。

在实际应用中往往使用伪随机数就足够了，这些数列是“似乎”随机的数，实际上它们是通过一个固定的、可以重复的计算方法产生的。

在车辆中，电子控制单元ecu(electroniccontrolunit)通常也使用rand()函数生成的种子，实际是一串固定的随机数列，而每次ecu复位过后，产生的种子都是固定的一串数字，虽然看似种子都是随机的数字，但是每次都是一样的值，例如ecu复位后，通过记录前面几次的安全算法通信数据，然后重复复位，发送相同的数据，即可获取ecu诊断的权限，从而获取ecu内部数据，这种伪随机的机制容易被破解，存在一定安全隐患。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明要解决的问题是提供一种生成伪随机数种子的方法，通过引入随机因子与操作函数f，利用生成的伪随机数r，生成伪随机数种子，以保证生成的伪随机数种子的随机性，从而保证安全性。

本发明提供一种生成伪随机数种子的方法，包括以下步骤：

-获取要生成的伪随机数种子s的字节数sn；

-使用伪随机数生成函数生成字节数为sn的伪随机数r；

-获取操作组的字节数bn，sn为bn的整数倍；

-伪随机数r与伪随机数种子s中包括sn/bn个对应的操作组，从伪随机数r中取一个操作组，结合随机因子e，利用操作函数f，计算伪随机数种子s的对应操作组，直至所有操作组已完成操作。

进一步地，从伪随机数r与伪随机数种子s的一端开始依次操作，直至所有操作组已完成操作。

进一步地，随机因子e的字节数为bn或sn。

进一步地，随机因子e的字节数为bn，从伪随机数r与伪随机数种子s的左端开始依次操作，计算伪随机数种子s的对应操作组：

s[bn*i+j]＝f(e[j],r[bn*i+j])，

其中i为操作组编号-1，j用于表示操作组中的相应字节。

进一步地，随机因子e的字节数为sn，从伪随机数r与伪随机数种子s的左端开始依次操作，计算伪随机数种子s的对应操作组：

s[bn*i+j]＝f(e[bn*i+j],r[bn*i+j])，

其中i为操作组编号-1，j用于表示操作组中的相应字节。

进一步地，随机因子e从当前时间或者模数转换器的输出信号获得。

进一步地，操作函数f为位操作或多种位操作的组合。

进一步地，对于各个操作组的操作，采用相同或不同的操作函数f。

进一步地，操作组的字节数bn为4。

进一步地，所述方法包括以下步骤：

-任选伪随机数种子s的一个字节中的两位，保持二者互斥。

与现有技术相比，本发明提供的生成伪随机数种子的方法，具有以下有益效果：通过引入随机因子与操作函数f，利用生成的伪随机数r，生成伪随机数种子，以保证生成的伪随机数种子的随机性，从而保证安全性。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的伪随机数r、随机因子e及伪随机数种子s的示意图；

图2是伪随机数r、随机因子e及伪随机数种子s的示意图；

图3是本发明的一个实施例的生成伪随机数种子的方法的流程图；

图4是另一个实施例中伪随机数r、随机因子e及伪随机数种子s的示意图。

具体实施方式

本发明的一个实施例的生成伪随机数种子的方法，包括以下步骤：

-获取要生成的伪随机数种子s的字节数sn；

-使用伪随机数生成函数rand()生成字节数为sn的伪随机数r；

-获取操作组的字节数bn，sn为bn的整数倍；

-伪随机数r与伪随机数种子s中包括sn/bn个对应的操作组，从伪随机数r中取一个操作组，结合随机因子e，利用操作函数f，计算伪随机数种子s的对应操作组，直至所有操作组已完成操作。

本实施例中，伪随机数种子s的字节数sn为16字节，操作组的字节数bn为4字节，sn为bn的整数倍–4倍，如图1所示。

伪随机数r与伪随机数种子s中包括sn/bn个(4个)对应的操作组，如图3所示，具体地生成伪随机数种子的方法如下：

-获取要生成的伪随机数种子s的字节数sn＝16；

-使用伪随机数生成函数rand()生成字节数为16的伪随机数r；

-获取操作组的字节数bn＝4，sn为bn的整数倍；

-从当前系统时间获取随机因子e，随机因子e的字节数为bn＝4；

-从伪随机数r与伪随机数种子s的左端开始依次操作，计算伪随机数种子s的对应操作组：

●取伪随机数r中的第1操作组，i＝操作组编号-1＝0，操作函数f为按位异或操作，

s[bn*i+j]＝f(e[j],r[bn*i+j])-〉s[j]＝f(e[j],r[j])，

其中，j＝0，1，2，3，得到伪随机数种子s的第1操作组的各个字节，如图1所示；

●取伪随机数r中的第2操作组，i＝操作组编号-1＝1，s[bn*i+j]＝f(e[j],r[bn*i+j])-〉s[4+j]＝f(e[j],r[4+j])，

得到伪随机数种子s的第2操作组的各个字节，如图2所示；

●类似地，取伪随机数r中的第3操作组，…，直至所有操作组已完成操作。

在另一个实施例中，与前述实施例的区别在于：

-从模数转换器的输出信号获取随机因子e，随机因子e的字节数为sn＝16；

-从伪随机数r与伪随机数种子s的左端开始依次操作，计算伪随机数种子s的对应操作组：

●取伪随机数r中的第1操作组，i＝操作组编号-1＝0，操作函数f采用按位与操作，

s[bn*i+j]＝f(e[bn*i+j],r[bn*i+j])-〉s[j]＝f(e[j],r[j])，

其中，j＝0，1，2，3，得到伪随机数种子s的第1操作组的各个字节，如图4所示；

●取伪随机数r中的第2操作组，i＝操作组编号-1＝1，s[bn*i+j]＝f(e[bn*i+j],r[bn*i+j])

-〉s[4+j]＝f(e[4+j],r[4+j])，

得到伪随机数种子s的第2操作组的各个字节；

●类似地，取伪随机数r中的第3操作组，…，直至所有操作组已完成操作。

在又一个实施例中，还可以在对每个操作组进行操作时，从当前系统时间获取字节数为bn＝4的随机因子e，以增强伪随机数种子s的随机性。

在又一个实施例中，从伪随机数r与伪随机数种子s的右端开始依次操作，当然也可以按照其他顺序对所有操作组进行操作，本发明对此不作限制。

在又一个实施例中，对每个操作组采用不同的操作函数f，例如对第1操作组操作时，操作函数f为按位或；对第2操作组操作时，操作函数f为按位异或；…，进一步增强伪随机数种子s的随机性。

在又一个实施例中，对于每个操作组中，操作函数f为多种位操作的组合，例如对于第1位采用按位与，第2位采用按位异或，…，进一步增强伪随机数种子s的随机性。

在又一个实施例中，生成伪随机数种子的方法还包括以下步骤：

-任选伪随机数种子s的一个字节中的两位，保持二者互斥。

这样可以保证获得的伪随机数种子s不是全1或全0，以增强伪随机数种子s的随机性。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内所作的各种更动与修改，均应纳入本发明的保护范围内，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。