使い方¶

The /dev/random interface is considered a legacy interface, and /dev/urandom is preferred and sufficient in all use cases, with the exception of applications which require randomness during early boot time; for these applications, getrandom(2) must be used instead, because it will block until the entropy pool is initialized.

下記で推奨しているように再起動の前後で乱数種ファイルが保存される場合、起動シーケンスにおいて乱数種が 再ロードされた直後から、その出力はローカルのルートアクセスができない 攻撃者に対して暗号的に安全なものとなり、ネットワーク暗号化のセッションキーとして使うには完全に最適なものとなる。 (すべての主な Linux のディストリビューションは少なくとも 2000 年以降はリブートの前後で乱数種のファイルを保存するようになっている。) /dev/random からの読み出しは停止 (block) する可能性があるので、ユーザーは普通 このファイルを非停止 (nonblocking) モードで開こうとし (もしくはタイムアウトを指定して読み出しを実行し)、希望するレベルの エントロピーはすぐには利用できない場合には、何らかの通知を行うことだろう。

Configuration¶

システムにあらかじめ作成された /dev/random と /dev/urandom が存在しないなら、次のようなコマンドで作成できる。

 mknod -m 666 /dev/random c 1 8
mknod -m 666 /dev/urandom c 1 9
chown root:root /dev/random /dev/urandom

オペレータの操作なしに Linux システムが起動した直後は、 エントロピープールは意外性の乏しい均一な状態にあるだろう。 これにより、エントロピープールの実際のノイズ量は評価値より少なくなる。 この効果を打ち消すために、シャットダウンから (次の) 起動時まで持ち越した エントロピープールの情報が助けになる。 エントロピープールを持ち越すためには、 Linux システムの起動時に実行される適切なスクリプトに、 以下の行を追加すればよい:

echo "Initializing random number generator..."
random_seed=/var/run/random-seed
# 乱数種を今回のスタートアップから次回のスタートアップまで持ち越す。
# ロードを行い、その後、全てのエントロピープールを保存する。
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 $poolfile ] && bits=$(cat $poolfile) || bits=4096
bytes=$(expr $bits / 8)
dd if=/dev/urandom of=$random_seed count=1 bs=$bytes

また、Linux システムのシャットダウン時に実行される適切なスクリプトに、 以下の行を追加すればよい:

# 乱数種を今回のシャットダウンから次回のスタートアップまで持ち越す。
# 全てのエントロピープールを保存する。
echo "Saving random seed..."
random_seed=/var/run/random-seed
touch $random_seed
chmod 600 $random_seed
poolfile=/proc/sys/kernel/random/poolsize
[ -r $poolfile ] && bits=$(cat $poolfile) || bits=4096
bytes=$(expr $bits / 8)
dd if=/dev/urandom of=$random_seed count=1 bs=$bytes

In the above examples, we assume Linux 2.6.0 or later, where /proc/sys/kernel/random/poolsize returns the size of the entropy pool in bits (see below).

/proc インターフェース¶

ディレクトリ /proc/sys/kernel/random にあるファイル (2.3.16 以降で存在する) で、 /dev/random デバイスに関する追加の情報を参照できる。

entropy_avail

この読み込み専用のファイルは使用可能なエントロピーをビット単位で表示する。値は 0 から 4096 までの範囲の数字である。

poolsize

このファイルはエントロピープールのサイズを示す。 このファイルの意味はカーネルバージョンにより異なる。

read_wakeup_threshold

This file contains the number of bits of entropy required for waking up processes that sleep waiting for entropy from /dev/random. The default is 64.

write_wakeup_threshold

ファイル write_wakeup_threshold はエントロピーのビット数を保持しており、この値以下になったら /dev/random への書き込みアクセスのために select(2) または poll(2) を実行するプロセスを起こす。 この値はファイルに書き込みを行うことによって変更できる。

uuid and boot_id

これらの読み込み専用のファイルは 6fd5a44b-35f4-4ad4-a9b9-6b9be13e1fe9 のような ランダムな文字列を保持している。 前者は読み込みの度に新たに生成され、 後者は 1 度だけ生成される。

ioctl(2) インターフェース¶

以下の ioctl(2) 要求が /dev/random や /dev/urandom に接続されたファイルディスクリプターに対して定義されている。 実行されたすべての要求は、 /dev/random と /dev/urandom に影響を与える入力エントロピープールとやり取りを行う。 RNDGETENTCNT 以外のすべての要求には CAP_SYS_ADMIN ケーパビリティが必要である。

RNDGETENTCNT

入力エントロピープールのカウントを取得する。 取得される内容は proc の entropy_avail ファイルと同じである。 結果は引数が指す整数 (int) に格納される。

RNDADDTOENTCNT

入力エントロピープールのカウントを引数が指す値だけ加算または減算する。

RNDGETPOOL

Linux 2.6.9 で削除された。

RNDADDENTROPY

入力プールに追加のエントロピーを追加し、エントロピーカウントを増やす。 この要求は /dev/random や /dev/urandom への書き込みとは異なる。 /dev/random や /dev/urandom への書き込みでは、 何らかのデータが追加されるだけで、 エントロピーカウントは増やされない。 以下の構造体が使用される。

 struct rand_pool_info {


    int    entropy_count;


    int    buf_size;


    __u32  buf[0];
};
    

entropy_count はエントロピーカウントに加算 (または減算) する値である。 buf は大きさが buf_size のバッファーで、この内容がエントロピープールに追加される。

RNDZAPENTCNT, RNDCLEARPOOL

すべてのプールのエントロピーカウントを 0 にし、何らかのシステムデータ (現在の時刻など) をプールに追加する。