random_bytes_engine生成密钥时每次输出相同结果是什么原因？如何解决？

1. 你定义的std::default_random_engine随机引擎使用默认构造函数初始化，没有传入随机种子，C++标准规定默认构造的伪随机引擎每次都会使用固定的默认种子，因此每次运行生成的随机数序列完全一致，最终得到的密钥自然完全相同。
2. 额外注意：std::default_random_engine属于非密码学安全的伪随机数生成器，本身设计目标是满足统计、模拟等非敏感场景的性能需求，即使添加随机种子，也不适合用于生成加密场景的密钥、初始化向量等敏感数据，生成的序列容易被攻击者预测。

分两种场景给出适配方案：

1. 非加密场景临时修复（仅用于测试、非敏感场景） #

给随机引擎传入随机来源的种子即可，最方便的是使用std::random_device生成种子，修改后的代码如下：

template <size_t N>
void generate_random_key(uint8_t(&iv_buff)[N])
{
    using random_bytes_engine = std::independent_bits_engine<std::default_random_engine, CHAR_BIT, size_t>;
    std::random_device rd;
    // 用真随机种子初始化随机引擎
    random_bytes_engine rbe(rd());

    std::generate(std::begin(iv_buff), std::end(iv_buff), [&rbe]() {
        return static_cast<uint8_t>(rbe());
    });
}

2. 加密场景正确实现 #

加密场景需要使用密码学安全的随机数源，直接基于std::random_device生成所有密钥字节即可，主流操作系统的std::random_device实现都是基于操作系统内核提供的真随机源，符合加密安全要求，实现代码如下：

template <size_t N>
void generate_random_key(uint8_t(&iv_buff)[N])
{
    std::random_device rd;
    for (size_t i = 0; i < N; ++i) {
        iv_buff[i] = static_cast<uint8_t>(rd());
    }
}

如果担心部分平台std::random_device的伪实现问题，可以直接调用操作系统原生的加密随机接口：

• Linux/macOS：调用getrandom()系统调用或者读取/dev/urandom
• Windows：调用BCryptGenRandom接口

内容的提问来源于stack exchange，提问作者nop