如何生成随机字母数字字符串

算法

要生成随机字符串，请连接从可接受符号集中随机抽取的字符，直到字符串达到所需长度。

实现

以下是一些相当简单且非常灵活的代码，用于生成随机标识符。阅读以下信息，了解重要的应用说明。

public class RandomString {

    /**
     * Generate a random string.
     */
    public String nextString() {
        for (int idx = 0; idx < buf.length; ++idx)
            buf[idx] = symbols[random.nextInt(symbols.length)];
        return new String(buf);
    }

    public static final String upper = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";

    public static final String lower = upper.toLowerCase(Locale.ROOT);

    public static final String digits = "0123456789";

    public static final String alphanum = upper + lower + digits;

    private final Random random;

    private final char[] symbols;

    private final char[] buf;

    public RandomString(int length, Random random, String symbols) {
        if (length < 1) throw new IllegalArgumentException();
        if (symbols.length() < 2) throw new IllegalArgumentException();
        this.random = Objects.requireNonNull(random);
        this.symbols = symbols.toCharArray();
        this.buf = new char[length];
    }

    /**
     * Create an alphanumeric string generator.
     */
    public RandomString(int length, Random random) {
        this(length, random, alphanum);
    }

    /**
     * Create an alphanumeric strings from a secure generator.
     */
    public RandomString(int length) {
        this(length, new SecureRandom());
    }

    /**
     * Create session identifiers.
     */
    public RandomString() {
        this(21);
    }

}

使用示例

为 8 个字符的标识符创建不安全的生成器：

RandomString gen = new RandomString(8, ThreadLocalRandom.current());

为会话标识符创建安全生成器：

RandomString session = new RandomString();

使用易于阅读的代码创建生成器以进行打印。字符串比完整的字母数字字符串长，以补偿使用较少的符号：

String easy = RandomString.digits + "ACEFGHJKLMNPQRUVWXYabcdefhijkprstuvwx";
RandomString tickets = new RandomString(23, new SecureRandom(), easy);

用作会话标识符

生成可能唯一的会话标识符是不够的，或者您可能只使用一个简单的计数器。攻击者在使用可预测标识符时劫持会话。

长度和安全性之间存在着紧张关系。较短的标识符更容易猜测，因为可能性较小。但较长的标识符会消耗更多的存储空间和带宽。较大的符号集会有所帮助，但如果标识符包含在 URL 中或手动重新输入，则可能会导致编码问题。

会话标识符的随机性或熵的基础源应来自为加密设计的随机数生成器。但是，初始化这些生成器有时计算成本高昂或速度慢，因此应尽可能重复使用它们。

用作对象标识符

并非每个应用程序都需要安全性。随机分配是多个实体在共享空间中生成标识符的有效方法，而无需任何协调或分区。协调可能很慢，尤其是在群集或分布式环境中，当实体最终的共享太小或太大时，拆分空间会导致问题。

如果攻击者能够查看和操作生成的标识符，则应通过其他方式保护生成的标识符，就像在大多数 Web 应用程序中发生的那样。应该有一个单独的授权系统来保护对象，其标识符可以在没有访问权限的情况下被攻击者猜测。

还必须注意使用足够长的标识符，以便在预期的标识符总数下不太可能发生冲突。这被称为“生日悖论”。碰撞的概率 p 约为 n²/（2q^x），其中 n 是实际生成的标识符数，q 是字母表中不同符号的数量，x 是标识符的长度。这应该是一个非常小的数字，如^2-50或更少。

计算结果表明，500k个15个字符的标识符之间发生碰撞的几率约为^2-52，这可能比宇宙射线等未检测到的错误的可能性要小。

与 UUID 的比较

根据其规范，UUID 并非设计为不可预测，因此不应用作会话标识符。

标准格式的UUID占用大量空间：36个字符仅表示122位熵。（并非“随机”UUID 的所有位都是随机选择的。随机选择的字母数字字符串仅在 21 个字符中包含更多熵。

UUID不灵活;它们具有标准化的结构和布局。这是他们的主要优点，也是他们的主要弱点。在与外部方合作时，UUID提供的标准化可能会有所帮助。对于纯粹的内部使用，它们可能效率低下。

Java提供了一种直接做到这一点的方法。如果您不想要破折号，它们很容易被剥离。只需使用uuid.replace("-", "")

import java.util.UUID;

public class randomStringGenerator {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(generateString());
    }

    public static String generateString() {
        String uuid = UUID.randomUUID().toString();
        return "uuid = " + uuid;
    }
}

输出

uuid = 2d7428a6-b58c-4008-8575-f05549f16316