如何用rand()替代/dev/urandom？Ubuntu环境代码适配问题

让我来帮你排查下问题，顺便给出能正常工作的替代实现~

你的两种写法为啥失败？ #

第一种写法的问题 #

• 你直接malloc了buf，但原函数的设计是调用者负责提前分配好buf的内存，然后把指针传给函数填充数据。如果这段代码是在某个函数内部写的，你并没有把malloc后的buf指针返回给调用者，调用者根本拿不到生成的随机数据；
• 大概率你忘记初始化随机数生成器了——rand()在第一次调用前必须用srand()设置种子，不然每次程序运行都会生成完全相同的随机序列，这也会导致你觉得“程序运行失败”；
• 另外，rand()返回的是int类型（通常是32位），直接赋值给unsigned char会自动截断成8位，这在测试场景没问题，但最好明确处理，可读性更强。

第二种写法的问题 #

• 最核心的bug：函数参数unsigned char *buf是值传递，你在函数里给buf = malloc(...)只是修改了函数内部的形参地址，完全不会影响调用者那边传入的实参指针。调用者的buf还是原来的地址，自然拿不到你生成的数据；
• 同样存在没有初始化srand()的问题。

正确的替代实现 #

要和原函数的接口行为保持一致，需要注意两个关键点：

1. 必须在程序启动时调用一次srand()初始化随机数生成器；
2. 直接使用调用者传入的buf填充数据，不要在函数内重新分配内存。

#include <stdlib.h>
#include <time.h>

// 程序初始化时调用一次，比如放在main函数开头
void init_random() {
    srand((unsigned int)time(NULL));
}

// 和原函数接口完全兼容的替代版本
int randomBytes(unsigned char *buf, const int num) {
    // 先做参数合法性检查，和原函数的错误处理逻辑对齐
    if (buf == NULL || num <= 0) {
        return -1;
    }
    
    for (int i = 0; i < num; i++) {
        // 明确取rand()的低8位，等价于直接赋值，但可读性更好
        buf[i] = (unsigned char)(rand() & 0xFF);
    }
    
    return 0;
}

使用说明 #

• 一定要先调用init_random()，不然每次运行程序都会生成一模一样的“随机”字节；
• 调用randomBytes前，你需要像原函数那样，提前分配好足够大小的buf（比如unsigned char *my_buf = malloc(100);），然后把指针传进去；
• 正如你提到的，这个实现只适合测试验证，rand()不是加密安全的，绝对不能用于加密相关场景。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者augre