Użycie¶

Jeśli nie jest pewne, czy należy użyć /dev/random, czy dev/urandom, to najprawdopodobniej powinno się użyć tego ostatniego. Generalna zasada jest taka, że /dev/urandom powinno być używane do wszystkiego, z wyjątkiem długoterminowych kluczy GPG/SSL/SSH.

Jeśli plik puli losowej jest przechowywany pomiędzy ponownymi uruchomieniami, zgodnie z poniższymi zaleceniami (czynią to wszystkie główne dystrybucje Linuksa od co najmniej 2000 roku), wyjście jest kryptograficznie bezpieczne w stosunku do atakujących bez dostępu do lokalnego roota, zaraz po przeładowaniu go w sekwencji rozruchowej i odnosi się w całości do sieciowych kluczy szyfrujących sesji. Ponieważ odczyt z /dev/random może nie być płynny, użytkownicy będą go z reguły chcieli otworzyć w trybie nieblokującym (lub przeprowadzać odczyt z czasem oczekiwania) i udostępniać jakiś typ powiadomienia dla użytkownika, jeśli oczekiwana losowość nie jest od razu dostępna.

Generator liczb losowych jądra jest zaprojektowany do tworzenia niewielkiej ilości ziarna (ang. seed) o wysokiej jakości, do użycia z kryptograficznym generatorem liczb pseudolosowych (ang. cryptographic pseudo-random number generator - CPRNG). Głównym celem było bezpieczeństwo, nie szybkość, i jest on kiepsko przystosowany do tworzenia dużej ilości danych losowych. Użytkownicy powinni odczytywać niewielkie ilości ziarna z /dev/urandom (i /dev/random) - niepotrzebne odczytywanie dużych ilości danych z tych urządzeń będzie miało negatywny wpływ na innych użytkowników urządzeń.

Ilość ziarna potrzebna do wygenerowania klucza kryptograficznego zależy od efektywnego rozmiaru klucza. Na przykład, 3072-bitowy klucz prywatny RSA lub Diffiego-Hellmana ma efektywny rozmiar klucza 128-bitów (wymaga około 2^128 operacji do złamania), więc generator klucza potrzebuje jedynie 128 bitów (16 bajtów) ziarna z /dev/random.

O ile niewielki margines bezpieczeństwa powyżej tego minimum jest zrozumiały, jako ochrona przed słabościami algorytmu CPRNG, nie istnieje aktualnie algorytm kryptograficzny zdolny zapewnić więcej niż 256 bitów bezpieczeństwa, więc jeśli jakiś program odczytuje więcej niż 256 bitów (32 bajtów) z losowego ziarna jądra na pojedyncze wywołanie lub na rozsądny interwał ponownego tworzenia ziarna (co najmniej minuta), to jest to oznaka, że jego kryptografia nie jest umiejętnie zaimplementowana.

Konfiguracja¶

Jeśli w systemie nie ma plików /dev/random i /dev/urandom, można je utworzyć przy użyciu następujących poleceń:

    mknod -m 644 /dev/random c 1 8


    mknod -m 644 /dev/urandom c 1 9


    chown root:root /dev/random /dev/urandom

Gdy Linux uruchamiany jest przy niewielkim udziale operatora, pula losowa może być w dość przewidywalnym stanie. Faktyczna ilość szumu w puli losowej jest wówczas poniżej ilości szacowanej. Aby przeciwdziałać temu efektowi, pomocne jest zapamiętywanie informacji o puli losowej pomiędzy kolejnymi uruchomieniami systemu. Aby działo się to automatycznie, należy dodać następujące wiersze do stosownych skryptów startowych Linuksa:

    echo "Inicjowanie generatora liczb losowych..."


    random_seed=/var/run/random-seed


    # Przechowanie wartości losowej od jednego startu systemu


    # do kolejnego startu. Ładowanie oraz późniejsze zachowywanie


    # całej puli losowej.    if [ -f $random_seed ]; then


        cat $random_seed >/dev/urandom


    else


        touch $random_seed


    fi


    chmod 600 $random_seed


    poolfile=/proc/sys/kernel/random/poolsize


    [ -r $poolfile ] && bytes=`cat $poolfile` || bytes=512


    dd if=/dev/urandom of=$random_seed count=1 bs=$bytes

Trzeba również dodać następujące wiersze do stosownego skryptu uruchamianego podczas zamykania systemu Linuksa:

    # Przechowanie losowych danych pomiędzy wyłączeniem a włączeniem


    # komputera. Zachowywanie puli losowej generatora.


    echo "Zachowywanie puli losowej..."


    random_seed=/var/run/random-seed


    touch $random_seed


    chmod 600 $random_seed


    poolfile=/proc/sys/kernel/random/poolsize


    [ -r $poolfile ] && bytes=`cat $poolfile` || bytes=512


    dd if=/dev/urandom of=$random_seed count=1 bs=$bytes

Interfejs /proc¶

Pliki w katalogu /proc/sys/kernel/random (obecnym od wersji 2.3.16) są dodatkowym interfejsem do urządzenia /dev/random.

Plik z prawami tylko do odczytu entropy_avail dostarcza dostępną pulę losową. Zazwyczaj będzie to 4096 (bitów), całość dostępnej puli.

Plik poolsize zawiera rozmiar puli losowej. Format tego pliku zależy od wersji jądra.

Plik read_wakeup_threshold zawiera liczbę bitów entropii potrzebnej do obudzenia procesu, który zasnął, czekając na entropię z pliku /dev/random. Domyślnie - 64. Plik write_wakeup_threshold zawiera liczbę bitów entropii poniżej której zostanie uśpiony proces, który wykona select(2) lub poll(2), aby otworzyć do zapisu urządzenie /dev/random. Wartości te mogą być zmienione przez zapis do tych plików.

Pliki tylko do odczytu uuid i boot_id zawierają losowe łańcuchy znaków, takie jak 6fd5a44b-35f4-4ad4-a9b9-6b9be13e1fe9. Pierwszy z tych plików jest generowany na nowo przy każdym odczycie, a drugi jest generowany tylko raz.