math/rand不能用于安全场景，因其是基于可预测种子的确定性伪随机数生成器，只要知道seed和调用顺序就能完全复现序列；crypto/rand才依赖操作系统熵池（如/dev/urandom），提供不可预测、密码学安全的随机数。
为什么 math/rand 不能用于安全场景
直接用 math/rand 生成 token、密钥或验证码，等于把门钥匙刻在玻璃门上——看着随机，实则可预测。它基于确定性种子，只要知道初始 seed 和调用顺序，就能完全复现整个序列。crypto/rand 才是操作系统提供的真随机源（如 Linux 的 /dev/urandom），依赖硬件噪声或系统熵池，无法被还原或预测。
常见错误现象：用 math/rand.Intn(100) 做一次性密码（OTP）或 JWT 密钥，上线后被批量撞库或重放攻击。
- 永远不要用
math/rand生成任何需要保密性或抗预测性的值 - 即使加了
time.Now().UnixNano()作 seed，也不提升安全性 -
crypto/rand是标准库，无需额外安装，但需显式导入："crypto/rand"
crypto/rand.Read() 是最常用也最容易出错的入口
它不返回整数，只往 []byte 里填字节，你需要自己转换。很多人卡在这步：想生成一个 0–99 的随机数，却试图对 rand.Read() 返回的单字节做模运算，结果分布严重偏斜（0–255 模 100，0–55 出现概率比 56–99 高一倍）。
正确做法是用 rand.Int() 或 rand.Intn() ——它们内部已处理均匀分布问题，且底层仍走 crypto/rand。
- 生成指定范围整数：
n, _ := rand.Int(rand.Reader, big.NewInt(100))→n.Int64()得到 0–99 - 更简洁：
n, _ := rand.Intn(100)（Go 1.22+ 支持，注意不是math/rand.Intn） - 如果必须用
Read()（比如生成 32 字节密钥），务必检查返回 err：if n, err := rand.Read(buf); err != nil { ... } -
rand.Reader是全局可用的 *rand.Reader，线程安全，可直接用
生成固定长度随机字符串（如 API Key）的可靠写法
别手写循环调用 rand.Intn() 拼字符——容易漏错误处理，且字符集若含重复或非 ASCII 字符，会导致分布不均。推荐组合 crypto/rand + 查表法：
var letters = []byte("abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789")
func RandString(n int) (string, error) {
b := make([]byte, n)
if _, err := rand.Read(b); err != nil {
return "", err
}
for i := range b {
b[i] = letters[b[i]%byte(len(letters))]
}
return string(b), nil
}
注意点：
- 查表长度要是 2 的幂（如 64）时，
b[i] % len(letters)才无偏斜；否则要用拒绝采样（rejection sampling），但对 62 字符集影响极小，实际可忽略 - 不要用
fmt.Sprintf("%x", rand.Reader)直接转十六进制——它不控制长度，且可能因读取失败返回空串 - 如果要求必须含大小写字母+数字+符号，得单独构造字符集并做两次采样（先定类型，再定字符），否则符号出现概率会偏低
并发环境下 crypto/rand 的性能和注意事项
rand.Reader 本身是并发安全的，但频繁调用 rand.Read() 小缓冲区（如每次 1 字节）会触发大量系统调用，拖慢性能。Linux 下 /dev/urandom 已经做了用户态缓冲，但 Go 的封装没做批量预取。
- 批量读比单字节读快 10 倍以上：要 100 个随机字节，就
rand.Read(make([]byte, 100))，别循环 100 次 - 高吞吐服务（如每秒万级 token 生成）可考虑初始化时预读 1KB 到内存池，按需切片，但需自行管理生命周期和重填逻辑
- 容器环境（尤其是 init 容器或低熵 VM）启动时熵不足，
rand.Read()可能短暂阻塞——可通过cat /proc/sys/kernel/random/entropy_avail检查，生产环境建议配haveged或rng-tools
真正难的不是写对函数，而是意识到：安全随机数不是“够乱就行”，而是“攻击者在已知部分输出的前提下，无法缩小其余输出的可能空间”。哪怕一行代码写错，整条链路就失效。
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