[JAVA] Math.random(), Random 클래스, SecureRandom 클래스로 난수 생성하기

Java로 난수를 생성하는 방법이 여럿 있는데 대표적인 3가지 방식을 정리해보려고 한다.
 

1. Math.random() 메서드

 

0.0 이상 1.0 미만의 난수가 생성된다. 그러나 Math.random()은 고정된 시드를 설정할 수 없어, 동일한 난수 시퀀스를 재현하기 어렵다는 단점이 있다. 

import java.util.*;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        double num1 = Math.random();
        int num2 = (int)(Math.random()*100); // 0 ~ 100 사이의 난수 생성
        
        System.out.println(num1);
        System.out.println(num2);
    }
}

 

2. Random 클래스

 
Random 클래스의 경우, seed 값을 빈값이 아닌 특정한 값(ex: 40) 동일하게 넣어주면 코드를 실행할 때마다 같은 난수를 출력하게 된다. seed를 따로 지정하지 않으면 현재 시간을 기반으로 시드 값을 자동으로 설정되어 실행할 때마다 새로운 난수가 생성된다.

*시드(seed) : 난수 생성기를 시작할 때 사용하는 초기 숫자
ex) 시드를 레시피라고 생각하면 이해하기 쉽다. 같은 레시피를 가지고 음식을 만들면 항상 동일한 결과가 나온다.

Q: 왜 시드가 같으면 같은 난수가 생성될까?
 
A: 난수 생성기는 의사 난수 생성기(Pseudo-Random Number Generator, PRNG)로 수학적 알고리즘을 사용하여 난수처럼 보이는 숫자 시퀀스를 생성하지만, 실제로는 완전히 예측 불가능한 난수를 생성하는 것이 아니라 초기 상태(시드)에 따라 결정적으로 동일한 숫자 시퀀스를 생성한다.

import java.util.Random;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Random random = new Random(40); // 시드 설정

        double num1 = random.nextDouble();  // 무작위 double 값 생성
        int num2 = random.nextInt(100); // 0 ~ 99까지의 무작위 값 생성

        System.out.println(num1); // 0.7273845313896193
        System.out.println(num2); // 37
    }
}

 

3. SecureRandom 클래스

 

SecureRandom 클래스의 경우, 동일한 시드 값을 넣어줘도 코드를 실행할 때마다 다른 난수를 생성한다. 매우 높은 보안 수준을 제공하기 위해 설계된 클래스로 주로 보안 키를 생성하거나 중요한 정보를 암호화할 때 사용된다.

import java.security.SecureRandom;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        SecureRandom random = new SecureRandom();
        random.setSeed(40); // 시드 설정

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            int num = random.nextInt(100); // 0에서 99 사이의 난수 생성
            System.out.println("Random Number " + (i + 1) + ": " + num);
        }
    }
}

 

정리

1. Math.random() : 간단하고 기본적인 난수 생성에 적합하지만, 재현성이나 보안적인 요구사항을 충족시키지 못한다.
2. Random 클래스 : 시드를 설정하여 재현 가능한 난수 시퀀스를 생성할 수 있으며, 일반적인 프로그래밍 상황에서 유용하다.
3. SecureRandom 클래스 : 보안성을 중시하여 설계되었으며, 암호학적으로 안전한 난수를 생성하는 데 적합하지만 시드를 설정하여도 매번 다른 난수를 생성하여 재현성이 떨어질 수 있다는 단점이 있다.

 

자바 아이콘 제작자: Alfredo Hernandez - Flaticon

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출처: https://velog.io/@greentea/java-Random-%EA%B3%BC-SecureRandom
https://kdhyo98.tistory.com/48#%F0%9F%99%84%EC%84%9C%EB%A1%A0-1
https://e-you.tistory.com/214
OpenAI ChatGPT (https://openai.com)
https://www.mycompiler.io/ko/new/java