快速创建 BouncyCastle SecureRandom 实例是否有问题？

Question

如 Random number generator only generating one random number 所述，每次需要另一个随机数时都创建 System.Random 的新实例通常是不正确的，因为 System.Random 是基于时钟和因此在同一个 tick 中创建的多个实例将产生相同的随机数。因此，一种常见的做法（至少在单线程应用程序中）是创建 Random 的单个实例，存储在用于所有随机数生成的静态字段中。

另一方面，

RNGCryptoServiceProvider 没有这个特殊缺陷......但显然是 costly to instantiate，因此再次建议存储和重用它的单个实例。

Org.BouncyCastle.Security.SecureRandom怎么样？我是否同样需要存储和重用它的单个实例，或者每次我需要另一个随机数时按需创建实例基本上都可以吗？

Answer 1

我们可以再次（如相关问题）查看源代码以得出一些结论（SecureRandom源代码供参考）。

构造函数中的所有工作都用于创建伪随机生成器：

private static DigestRandomGenerator CreatePrng(string digestName, bool autoSeed)
{
    IDigest digest = DigestUtilities.GetDigest(digestName);
    if (digest == null)
        return null;
    DigestRandomGenerator prng = new DigestRandomGenerator(digest);
    if (autoSeed)
    {
        prng.AddSeedMaterial(NextCounterValue());
        prng.AddSeedMaterial(GetNextBytes(Master, digest.GetDigestSize()));
    }
    return prng;
}

创建摘要（散列）不需要任何成本（相对于其他工作）。例如 Sha256Digest 默认情况下（使用空构造函数）只分配小的 byte[] 缓冲区。创建 DigestRandomGenerator 本身也没有任何成本（耦合小缓冲区）。完成的主要工作在这里：

prng.AddSeedMaterial(GetNextBytes(Master, digest.GetDigestSize()));

它使用"master" RNG 来生成种子值。完整 .NET 平台上的主 RNG 是 RNGCryptoServiceProvider（SecureRandom 存储在静态字段中并且仅初始化一次）。因此，创建 SecureRandom 时的所有工作都用于为伪 RNG 创建加密随机种子。

我想说，最好不要每次都创建新实例，至少对于小生成（对于一两次 NextInt() 调用），因为如果你为每个生成的数字创建新实例 - 你本质上是成本的两倍（一次为种子生成加密随机数，一次生成目标随机数）。因为（据我所知），SecureRandom 是线程安全的——没有太多理由不重用一个实例。

旁注 - 我认为 RNGCryptoServiceProvider 并不像您的 link 声称的那样繁重。它的构造函数是这样的：

public RNGCryptoServiceProvider()
  : this((CspParameters) null)
{
}

[SecuritySafeCritical]
public RNGCryptoServiceProvider(CspParameters cspParams)
{
  if (cspParams != null)
  {
    this.m_safeProvHandle = Utils.AcquireProvHandle(cspParams);
    this.m_ownsHandle = true;
  }
  else
  {
    // we are interested in this path
    this.m_safeProvHandle = Utils.StaticProvHandle;
    this.m_ownsHandle = false;
  }
}

因此，当您创建新实例（不提供 csp）时 - 它会重复使用相同的 Utils.StaticProvHandle，因此它会使用 RNG 提供程序的相同 "unmanaged" 实例。这反过来意味着创建新实例和重用同一实例在性能上没有差异。可能以前的.NET版本不是这样的，不确定。

快速创建 BouncyCastle SecureRandom 实例是否有问题？

Is rapidly creating BouncyCastle SecureRandom instances problematic?

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