แหล่งที่มาของเอนโทรปีสำหรับ Linux

สมมติว่าฉันต้องการกิกะไบต์ข้อมูลแบบสุ่มจาก / dev / random เหมาะสำหรับแผ่นครั้งเดียว (ดังนั้น / dev / urandom หมด) ฉันจะหว่าน / dev / random ด้วยเอนโทรปีมากพอที่จะทำสิ่งนี้ได้อย่างไร ฉันกำลังมองหาคำสั่งและโปรแกรมเฉพาะสำหรับสิ่งนี้ ฉันไม่ต้องการซื้ออะไร ฉันใช้ Arch Linux ถ้านั่นสร้างความแตกต่าง

สองโปรแกรมที่สามารถเพิ่มสระว่ายน้ำเอนโทรปีโดยไม่ต้องมีอุปกรณ์เสริมเป็นและrng-tools ใช้ RNGs ที่มีอยู่ในซีพียูและชิปเซ็ตสมัยใหม่ใช้ซีพียูแบบสุ่ม (พฤติกรรมการใช้แคชเป็นต้น) ทั้งสองมีอยู่ใน Arch และวิกิ Archมีหน้าน่าสนใจคุยกัน ฉันไม่ได้ลองใช้มันเพื่อสร้างข้อมูลกิกะไบต์ แต่ควรเป็นไปได้ในเวลาที่เหมาะสมhavegedrng-toolshaveged

คุณแยกการซื้ออย่างชัดเจน แต่เพื่อความสมบูรณ์มีบทความที่น่าสนใจใน LWN เกี่ยวกับเอนโทรปีของ NeuGซึ่งรวมถึงการอภิปรายhavegedและแนวทางอื่น ๆ คุณสามารถซื้อบอร์ด STM8S ที่สามารถใช้งาน NeuG ได้ในราคาต่ำกว่า $ 10 หรือ FST-01 ในราคา $ 35

แต่น่าเสียดายที่ / dev / random นั้นไม่เหมาะสำหรับการใช้งานในแผ่นเพียงครั้งเดียวอย่างน้อยก็ไม่ใช่แผ่นแบบครั้งเดียว (ที่มีการรับประกันความปลอดภัยที่พิสูจน์ได้) ซึ่งคนส่วนใหญ่คิดเมื่อพวกเขานึกถึง ข้อมูลส่วนใหญ่ด้านล่างนี้สรุปจากบทความ (ยาวมาก) ที่http://www.2uo.de/myths-about-urandom/

ปัญหาคือ / dev / random ไม่สุ่มอย่างแท้จริง; มันใช้ CSPRNG เพื่อสร้างผลลัพธ์ ในความเป็นจริง / dev / random ใช้ CSPRNG เดียวกันกับ / dev / urandom ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือบล็อก / dev / สุ่มถ้าการประมาณค่าเอนโทรปีภายในไม่เพียงพอ

คำว่า "ประมาณ" ในประโยคก่อนหน้าคือกุญแจ คนส่วนใหญ่คิดว่าการประเมินนี้แม่นยำและสมบูรณ์แบบอยู่เสมอ แต่ในความเป็นจริงมันไม่แม่นยำเลย ทันทีที่การประเมินผิดคุณจะสูญเสียการรับประกันความปลอดภัยที่พิสูจน์ได้ทั้งหมดของแผ่นเพียงครั้งเดียวและสิ่งที่คุณได้ทิ้งไว้คือความปลอดภัยในการคำนวณ - ไม่ดีไปกว่าถ้าคุณใช้ / dev / urandom!

การประมาณค่าเอนโทรปีเพียงเล็กน้อยผิดไม่ได้ทำให้แผ่นเพียงครั้งเดียวของคุณไม่ปลอดภัยเพียงเล็กน้อย การรับประกันความปลอดภัยที่พิสูจน์ได้ของแผ่นเพียงครั้งเดียวทั้งหมดหรือไม่มีอะไร

หลักฐานของคำถามนี้คือปัญหาเกี่ยวกับ / dev / random สามารถ "แก้ไข" โดยการเพิ่มเอนโทรปีมากขึ้น น่าเสียดายที่หลักฐานนี้ผิด แหล่งข้อมูลเอนโทรปีที่เป็นอันตรายนั้นเลวร้ายยิ่งกว่าเอนโทรปีใด ๆ เพราะแหล่งข้อมูลเอนโทรปีมักจะสามารถเข้าถึงข้อมูลภายในและสามารถส่งออกข้อมูลนี้ได้อย่างลับๆโดยใช้เอาต์พุต RNG - ดูhttp://blog.cr.yp.to/20140205-entropy .htmlสำหรับการสนทนาเต็มรูปแบบ (ยาวเกินไปที่จะสรุปที่นี่) โดยเฉพาะอย่างยิ่งแหล่งที่มาของฮาร์ดแวร์ของเอนโทรปี (ตามที่แนะนำโดยคำตอบอื่น ๆ อีกหลายข้อ) เป็นตัวเลือกที่แย่มากจากมุมมองด้านความปลอดภัยเนื่องจากฮาร์ดแวร์นั้นอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสมที่สุดในการทำสิ่งที่เป็นอันตราย

ดูเหมือนว่าองค์ประกอบ HW เป็นความคิดที่ดีที่สุด มีตัวกำเนิด HW บางตัวออกมา แต่คุณต้องเชื่อใจพวกเขาเมื่อพวกเขามา

การแก้ปัญหาที่ดีสองวิธีอาจทำให้เกิดส่วนประกอบเพื่อสร้างเสียงรบกวน สองวิธีแก้ปัญหาที่สำคัญน่าจะมีอคติต่ออุณหภูมิและเสียงรบกวนแบบ avanche ที่สร้างขึ้นด้วยไดโอด (ดูhttp://web.archive.org/web/20061117145903/http://willware.net:8080/hw-rng.html )

เนื่องจากส่วนประกอบอย่างไจโรและมาตรวัดความเร่งนั้นมีความสมเหตุสมผลมากขึ้นทำให้การทำงานนั้นมีความไวสูงสุดและการใช้ค่า LSB ของพวกเขาก็เป็นทางออกที่ดีเช่นกัน แต่ไม่มีใคร AFAIK ตรวจสอบมัน

เป็นเรื่องตลกเพราะมีกระดาษจำนวนมากที่ไม่ทำ RNG แต่ไม่ใช่การเปิดใช้งาน HW และตรวจสอบแล้ว

คุณสามารถใช้pycsprng.py ปลอดภัยด้วยการเข้ารหัส? ฉันไม่แน่ใจ แต่ฉันต้องการความเห็นจากเพื่อน

python pycsprng.py | pv | dd of=data.file bs=1024 count=1000

ไปป์ที่ pvเป็นทางเลือกและจะช่วยให้คุณทราบว่ามีการถ่ายโอนข้อมูลจำนวนเท่าใด

คุณอาจพบว่าขนาดบล็อกที่ใหญ่กว่า (bs) จะเพิ่มประสิทธิภาพ คุณจะต้องปรับจำนวนเพื่อไม่สร้างไฟล์ที่มีขนาดใหญ่เกินไปหากคุณเพิ่มขนาดบล็อก

สิ่งที่คุณได้จากช่องไมโครโฟนแบบอะนาล็อกเมื่อคุณไม่ได้เสียบไมโครโฟนโดยปกติแล้วจะเป็นแบบคงที่ ไปป์ที่ผ่าน bzip2 ตัวอย่างเช่นสำหรับไวท์เทนนิ่งให้ผสมกับแหล่งอื่นของการสุ่ม (urandom หรือแจ็คไมโครโฟนอื่น) บางทีท่อผลลัพธ์ผ่าน openssl สำหรับการวัดที่ดีและสิ่งที่คุณควรได้รับจะค่อนข้างสุ่ม

มันจะยากที่จะพิสูจน์คุณสมบัติความปลอดภัยที่ยากและรวดเร็วใด ๆ เกี่ยวกับการสุ่มผลลัพธ์

หากคุณกำลังใช้ลินุกซ์เคอร์เนล 2.6.9 หรือใหม่กว่าใน amd64 / ประมวลผล x86_64 เสมือนหรือสภาพแวดล้อมทางกายภาพคุณอาจลองncomputers.org/pandomเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจำนวนสุ่มจริงว่าข้อเสนอ 8 กิโล / s เอนโทรปี 64 ubits / 64 บิตผ่าน/dev/random

ในการสร้างข้อมูลสุ่มที่สร้างจากฮาร์ดแวร์ 100 MB คุณสามารถ:

• บันทึกเสียง 20 นาที (96khz 16 บิตขาวดำ) ด้วยไมโครโฟนในตัวคอมพิวเตอร์ของคุณ (มีให้ในแล็ปท็อป) คุณจะได้รับไฟล์ WAV ขนาด ~ 220 MB

• ยกเลิกบิตที่ไม่มีประโยชน์และสลับบิตของข้อมูลไบนารี (หลายวิธีในการทำเช่นนี้) ด้วยคณิตศาสตร์

• ส่งออกบิตสับเป็นไฟล์ไบนารีขนาด ~ 100 MB

นี่คือบทความเกี่ยวกับเรื่องนี้: ความพยายามที่จะสร้างเอนโทรปีจริงและข้อมูลแบบสุ่มด้วยเสียง (และคอมพิวเตอร์ของคุณไมโครโฟนในตัว)