Java是一种高级编程语言，广泛应用于软件开发中。在Java开发中，随机数是一个经常被使用的工具。随机数的应用场景非常广泛，比如密码生成、数据加密、随机播放音乐等等。

然而，生成随机数可能涉及到安全问题，因为随机数的质量对于软件安全具有至关重要的影响。因此，如何生成一个强安全的随机数在Java编程中变得至关重要。本文将介绍如何使用Java生成强安全的随机数。

1. 使用随机数生成器

Java有一个名为“java.security.SecureRandom”的类，可以被用来生成随机数。这个类是Java安全体系（Java Cryptography Architecture，简称JCA）的一部分，它可以生成强安全的随机数。

Java安全体系是Java语言提供的一种解决软件安全问题的框架，它提供了不同级别的安全服务。在JCA中，SecureRandom是一个用于生成随机数的类。

SecureRandom类可以产生两种类型的随机数：伪随机数和真随机数。

伪随机数是根据随机种子产生的，它看起来是随机的，但实际上是由一个算法生成的。真随机数是通过真正的物理随机过程生成的，比如利用放射性衰变或者热噪声。

在Java中，SecureRandom可以产生伪随机数和真随机数。我们可以使用SecureRandom生成器来保证我们的随机数具有强安全性。

SecureRandom可以通过两种方式获得，一种是使用系统默认的SecureRandom实现，另一种是使用服务提供者类库中的SecureRandom实现。

使用系统默认的SecureRandom实现：

```java

SecureRandom random = new SecureRandom();

```

使用服务提供者类库中的SecureRandom实现：

```java

String providerName = "SUN";

SecureRandom random = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG", providerName);

```

其中，“SHA1PRNG”是一个伪随机数生成算法，“SUN”是一个服务提供者的名称。

2. 随机数生成种子的设置

随机数生成种子是生成随机数的关键。种子是SecureRandom对象产生随机数的起点，如果我们使用相同的种子，那么SecureRandom将会生成相同的随机数序列。因此，我们设置一个高质量的随机数种子，是生成强安全随机数的重要步骤。

对于高质量的种子，可以从许多来源获得，包括用户输入、操作系统产生的随机数据、硬件设备等等。在生成随机数之前，我们需要通过一些人为的方式来指定随机数生成的种子。

可以使用SecureRandom中的setSeed（byte []seed）方法来设置SecureRandom对象的种子值。setSeed（byte []seed）方法是一个将二进制数组设置为SecureRandom种子的方法。我们可以将用户提供的密码或其他敏感数据的哈希值作为种子值。

以下是一个示例程序，通过系统默认的方式来获取SecureRandom，以系统当前时间为种子生成随机数序列：

```java

SecureRandom random = new SecureRandom();

random.setSeed(System.currentTimeMillis());

byte[] bytes = new byte[20];

random.nextBytes(bytes);

for (byte b : bytes) {

System.out.print(Integer.toHexString(b & 0xff));

}

```

如果你需要生成不同的序列，可以为不同SecureRandom对象设置不同的种子值。

3. 防止随机数链

随机数链是指特定的随机数生成器产生的一个序列中的某些值可以被推测出来。如果这些可预测的值用于加密或签名等操作，这将使加密或签名容易被破解。因此我们需要避免随机数链。

为了避免随机数链，我们需要使用伪随机数生成器，该生成器可以确保生成的伪随机数序列不会存在这样的情况。

Java中的SecureRandom类已经解决了这个问题。SecureRandom类可以根据不同的算法产生不同的随机数序列，这些序列不仅是难以预测的，而且可以满足我们的安全需求。

当然，我们在使用SecureRandom时也需要进行适当的编码处理。SecureRandom可以产生大量随机数据，但我们往往需要在一段时间内产生一个特定长度的随机数序列。因此我们需要进行生成的随机数的读取与截断处理，以保证一个随机数链不会存在。SecureRandom中的nextInt()方法可以返回一个int类型的随机数，而nextBytes（byte [] bytes）方法可以返回一个指定长度的二进制数组。

以下是一个生成随机字符串的示例程序：

```java

SecureRandom random = new SecureRandom();

random.setSeed(System.currentTimeMillis());

byte[] code = new byte[6];

random.nextBytes(code);

StringBuilder sb = new StringBuilder();

for (byte b : code) {

sb.append(Math.abs(b % 10));

}

System.out.println(sb.toString());

```

在以上代码中，SecureRandom通过setSeed()方法来指定种子值，并通过nextBytes()方法生成一个指定长度的二进制数列。在程序中，使用Math.abs(b % 10)方法来获得0-9之间的整数，从而生成一个随机的六位数字。

4. 随机数的使用场景

在实际软件开发中，随机数的使用场景非常广泛。以下是一些常见的随机数使用场景：

- 生成随机密码

- 数据加密

- 随机测试

- 随机播放音乐

- 游戏编程中的随机数

- 模拟随机事件

在这些使用场景中，安全性是关键问题。因此，在使用随机数时，我们需要特别注意确保随机数的强安全性。

总结

可以使用Java中的SecureRandom类来生成高质量的随机数。使用SecureRandom可以确保我们生成的随机数具有强安全性。在生成随机数之前，我们需要指定一个高质量的种子值，并注意避免随机数链的问题。最后，我们需要适当处理生成的随机数以满足我们的实际需求。