优惠券代码生成

我想要生成优惠券代码，例如AYB4ZZ2 。不过，我也希望能够标记使用过的优惠券，并限制其全球数量，比方说N 天真的做法就像“生成N独特的字母数字代码，把它们放到数据库中，并对每个优惠券操作执行数据库search”。

然而，据我所知，我们也可以尝试find一个函数 MakeCoupon(n) ，它将给定的数字转换成一个具有预定义长度的类似优惠券的string。

据我所知， MakeCoupon应该满足以下要求：

是双面的。这是反MakeNumber(coupon)应该是有效的可计算的。
MakeCoupon(n)输出应该是字母数字的，并且应该具有小的和恒定的长度 – 以便它可以被称为人类可读的 。例如SHA1摘要不会通过这个要求。
实用的独特性。对于每个自然n <= N ， MakeCoupon(n)结果应该是完全唯一的或唯一的，例如， MD5是唯一的（具有相同的非常小的碰撞概率）。
（这是一个棘手的定义）如何从一个优惠券代码枚举所有剩余的优惠券不应该是显而易见的 – 比方说MakeCoupon(n)和MakeCoupon(n + 1)应该在视觉上有所不同。

例如MakeCoupon(n),它简单地输出n填充零将失败这个要求，因为000001和000002实际上并没有“视觉上”的差异。

问：

是否存在满足以下要求的函数或函数发生器？ 我的search尝试只会把我带到[CPAN] CouponCode，但是它没有满足相应函数的双射要求。

基本上你可以把你的操作分成几部分：

不知何故“encryption”你的初始数字n ，以便两个连续的数字产生（非常）不同的结果
从步骤1的结果构build您的“人类可读的”代码

对于步骤1，我build议使用一个简单的分组密码（例如，具有您select的四舍五入function的Feistel密码）。另见这个问题。

Feistel密码工作在几轮。在每一轮中，一半函数被应用到input的一半，结果与另一半交换，并且两半交换。 Feistel密码的好处在于轮回函数不是双向的（每轮之后对轮函数的input保持不变，所以在解密过程中可以重构轮函数的结果）。所以你可以select你喜欢的任何疯狂的操作:)。另外Feistel密码是对称的，满足您的第一个要求。

C＃中的一个简短例子

 const int BITCOUNT = 30; const int BITMASK = (1 << BITCOUNT/2) - 1; static uint roundFunction(uint number) { return (((number ^ 47894) + 25) << 1) & BITMASK; } static uint crypt(uint number) { uint left = number >> (BITCOUNT/2); uint right = number & BITMASK; for (int round = 0; round < 10; ++round) { left = left ^ roundFunction(right); uint temp = left; left = right; right = temp; } return left | (right << (BITCOUNT/2)); }

（请注意，在上一轮之后没有交换，在代码中交换只是在构造结果时被撤消）

除了满足你的要求3和4（function是全部的 ，所以对于不同的input你得到不同的输出和input是“完全混乱”根据你的非正式定义），它也是它自己的逆（因此隐含满足要求1），即对于input域中的每个x （本实现中的0..2^30-1 crypt(crypt(x))==x 。而且在性能要求方面也很便宜。

对于第2步，只需将结果编码到您select的某个基地。例如，要编码一个30位的数字，你可以使用一个32个字符的6个“数字”（所以你可以编码6 * 5 = 30位）。

C＃中这一步的一个例子：

 const string ALPHABET= "AG8FOLE2WVTCPY5ZH3NIUDBXSMQK7946"; static string couponCode(uint number) { StringBuilder b = new StringBuilder(); for (int i=0; i<6; ++i) { b.Append(ALPHABET[(int)number&((1 << 5)-1)]); number = number >> 5; } return b.ToString(); } static uint codeFromCoupon(string coupon) { uint n = 0; for (int i = 0; i < 6; ++i) n = n | (((uint)ALPHABET.IndexOf(coupon[i])) << (5 * i)); return n; }

对于input0 – 9，这将产生以下优惠券代码

 0 => 5VZNKB 1 => HL766Z 2 => TMGSEY 3 => P28L4W 4 => EM5EWD 5 => WIACCZ 6 => 8DEPDA 7 => OQE33A 8 => 4SEQ5A 9 => AVAXS5

请注意，这种方法有两个不同的内部“秘密”：首先，循环函数与循环次数一起使用，其次是用于编码encryption结果的字母表。但是也要注意，所显示的实现在密码意义上绝不是安全的！

还要注意的是，所显示的function是一个完整的双射函数，从某种意义上说，每个可能的6个字符的代码（带有你的字母表中的字符）将产生一个唯一的数字。为了防止任何人input一些随机的代码，你应该在input数字上定义一些恢复。例如，只发行前10.000号码的优惠券。那么，一些随机优惠券代码有效的概率将是10000/2 ^ 30 = 0.00001（这将需要大约50000次尝试才能find正确的优惠券代码）。如果您需要更多的“安全”，您可以增加位尺寸/优惠券代码长度（见下文）。

编辑：更改优惠券代码长度

更改所得到的优惠券代码的长度需要一些math计算：第一个（encryption）步骤仅对具有偶数位数的位串（对于Feistel密码来说这是必需的）起作用。

在第二步中，使用给定字母表可以编码的位数取决于所选字母的“大小”和优惠券代码的长度。这个以位为单位的“熵”通常不是一个整数，更不用说偶数。例如：

使用30个字母字母的5位代码导致30 ^ 5个可能的代码，这意味着ld（30 ^ 5）= 24.53位/优惠券代码。

对于一个四位数的代码，有一个简单的解决scheme：给定一个32个字符的字母，你可以编码* ld（32 ^ 4）= 5 * 4 = 20 *位。所以你可以将BITCOUNT设置为20，并在代码的第二部分更改for循环直到4 （而不是6 ）

生成一个五位数的代码是有点棘手，并somhow“削弱”algorithm：您可以将BITCOUNT设置为24，只需从30个字符的字母表中产生一个5位代码（从stringstring中删除两个字符，让for循环运行，直到5 ）。

但是这不会产生所有可能的5位数字代码：24位只能从encryption阶段获得16,777,216个可能的值，5位数字代码可以编码24,300,000个可能的数字，所以一些可能的代码将永远不会生成。更具体地说，代码的最后一个位置永远不会包含字母表中的某些字符。这可以被看作是一个缺点，因为它以一种明显的方式缩小了有效代码集。

在解码优惠券代码时，首先必须运行codeFromCoupon函数，然后检查结果的第25位是否已设置。这将标记一个无效的代码，您可以立即拒绝。请注意，在实践中，这可能甚至是一个优势，因为它允许快速检查（例如在客户端）代码的有效性，而不会泄露algorithm的所有内部结构。

如果第25位没有设置，您将调用crypt函数并获取原始数字。

虽然我可能会停靠这个答案，我觉得我需要回应 – 我真的希望你听到我说的，因为它来自很多痛苦的经验。

虽然这项任务在学术上非常具有挑战性，而且软件工程师倾向于挑战自己的意志与解决问题 ，但是如果可能的话，我需要为您提供一些指导。世界上没有任何零售店，无论如何都没有任何成功，对所产生的每一个实体都没有很好的跟踪。从每一个库存到每一张优惠券或礼品卡，他们发出这些门。如果你是这样的话，那就不是一个好的pipe家，因为不是人们会欺骗你，而是因为如果你有足够的东西，你就会做好准备。

现在，让我们来谈谈在你的场景中使用优惠券的过程。

当客户兑换优惠券时，前面会出现某种POS系统？而这甚至可能是一个在线业务，在那里他们只需input他们的优惠券代码与收银员扫描条形码的registry（我假设这就是我们在这里处理的）？所以现在，作为供应商，你说如果你有一个有效的优惠券代码，我会给你一些折扣，因为我们的目标是生成可逆的优惠券代码，我们不需要数据库要validation代码，我们可以将其正确地反转！我是说这只是math吧？ 那么，是的，不。

是的，你是对的，这只是math。事实上，这也是问题，因为破解SSL也是如此。但是，我将假设我们都认识到在SSL中使用的math比在这里使用的任何东西都要复杂一些，而且关键要大得多。

这不是理所当然的事情，你也不应该试图提出一些你肯定没人关心的计划，特别是当涉及到金钱时 。为了解决一个你不应该试图解决的问题，你正在使自己的生活变得非常困难，因为你需要保护自己免受使用优惠券代码的困扰。

所以这个问题不必要的复杂，可以这样解决。

 // insert a record into the database for the coupon // thus generating an auto-incrementing key var id = [some code to insert into database and get back the key] // base64 encode the resulting key value var couponCode = Convert.ToBase64String(id); // truncate the coupon code if you like // update the database with the coupon code

创build具有自动递增键的优惠券表。
插入该表并获取自动递增键。
Base64将该ID编码为优惠券代码。
截断该string，如果你想。
使用刚插入的优惠券将该string存回数据库。

你想要的是所谓的格式保存encryption 。

在不失一般性的情况下，通过以36为基数的编码，我们可以假设我们正在谈论0..M-1整数而不是符号串。 M应该是2的幂。

在select一个密钥并指定M ，FPE给你一个0..M-1 encrypt的伪随机置换及其反向decrypt 。

 string GenerateCoupon(int n) { Debug.Assert(0 <= n && n < N); return Base36.Encode(encrypt(n)); } boolean IsCoupon(string code) { return decrypt(Base36.Decode(code)) < N; }

如果你的FPE是安全的，那么这个scheme是安全的：即使他设法猜测与他知道的每个优惠券有关的号码，攻击者也不能以高于O（N / M）的概率产生其他优惠券代码。

这还是一个比较新的领域，所以这种encryptionscheme的实现很less。这个crypto.SE问题只提到了一个带有Perl / Python绑定的C ++库Botan ，而不是C＃。

谨慎的说法：除了FPE尚未被广泛接受的标准之外，您还必须考虑实施过程中可能出现的错误。如果在线上有很多钱，那么就需要权衡这种风险，而避免数据库的相对小的好处。

你可以使用一个基数为36的数字系统。假设在coupen输出中需要6个字符。

伪代码为MakeCoupon

MakeCoupon（n）{

有一个固定大小的字节数组，例如6.将所有值初始化为0.将数字转换为基数 – 36并将数字存储在数组中（使用整数除法和模运算）现在，对于每个“数字”查找相应的ascii代码假设数字从0..9开始，A..Z以这个输出的六位数作为一个string。

}

现在计算回数是与此操作相反的。

这将适用于非常大的数字（35 ^ 6）与6允许的字符。

select一个encryption函数c 。对c有一些要求，但现在让我们来看看SHA1。
select一个密钥k 。

您的优惠券代码生成function可能是，为数字n ：

将n和k连接为"n"+"k" （在密码pipe理中称为salting）
计算c（“n”+“k”）
SHA1的结果是160位，将它们（例如用base64）编码为ASCIIstring
如果结果太长（正如你所说的那样是SHA1的情况），截断它只保留前10个字母，并命名这个strings
您的优惠券代码是printf "%09d%s" ns ，即零填充的n和截断散列s 。

是的，猜测优惠券代码的数量是微不足道的（但请参阅下文）。但是很难生成另一个有效的代码。

您的要求得到满足：

要计算反向函数，只需读取代码的前9位数字即可
长度总是19（n的9个数字，加上10个散列字母）
这是独一无二的，因为前9个数字是唯一的。最后10个字符也是很可能的。
即使猜测您使用了SHA1，如何生成哈希也不是很明显。

一些评论：

如果你担心阅读过于明显，你可以像base64编码那样轻松地进行混淆，并在代码中交替使用n和s的字符。
我假设你不需要超过十亿个代码，因此在9位数字上打印n，但你当然可以调整参数9和10到你想要的优惠券代码长度。
SHA1只是一个选项，您可以使用另一个encryptionfunction，如私钥encryption，但是您需要检查此function在截断时以及提供明文时是否保持强劲。
这在代码长度上不是最佳的，但是具有简单和广泛可用的库的优点。