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NOME
random, urandom - dispositivi kernel che producono numeri casuali
SINTASSI
#include <linux/random.h>
int ioctl(fd, RNDrequest, param);
DESCRIZIONE
I file speciali a caratteri /dev/random e /dev/urandom (presenti a partire da Linux
1.3.30) forniscono un'interfaccia al generatore del kernel di numeri casuali. Il file
dev/random ha numero primario 1 e numero secondario 8. Il file /dev/urandom ha numero
primario 1 e numero secondario 9.
Il generatore di numeri casuali raccoglie rumore di fondo dai dispositivi dei driver e da
altre sorgenti nella fonte di entropia. Il generatore mantiene anche una stima del numero
di bit di rumore nella fonte di entropia. Da questa fonte di entropia vengono creati i
numeri casuali.
Linux 3.17 e successivi forniscono la più semplice e sicura interfaccia getrandom(2) che
non richiede nessun file speciale; si veda la pagina di manuale di getrandom(2) per i
dettagli.
Quando viene letto, il dispositivo /dev/urandom restituisce un numero di byte casuali
prodotto da un generatore di numeri pseudocasuali inizializzato tramite la fonte di
entropia. Le letture da questo dispositivo non sono bloccanti (cioè, la CPU non viene
impegnata/risponde immediatamente), ma si può avere un ritardo apprezzabile qualora
vengano richieste grandi quantità di dati.
Quando viene letto durante la fase di inizializzazione del sistema /dev/urandom può
restituire dati prima che sia disponibile la fonte di entropia. Se questo è fonte di
problemi per la propria applicazione, si usi invece getrandom(2) o /dev/random.
Il dispositivo /dev/random è un'interfaccia disponibile già da molto tempo, risalente a
quando le primitive crittografiche usate nell'implementazione di /dev/urandom non erano
generalmente ritenute sicure. Esso restituisce solo un numero di byte casuali prendendoli
dal numero stimato di bit di rumore recente fornito dalla fonte di entropia, tenendo in
attesa il chiamante se necessario. /dev/random è adatto ad usi che richiedono un alto
grado di casualità, e può implicare ritardi indeterminati.
When the entropy pool is empty, reads from /dev/random will block until additional
environmental noise is gathered. Since Linux 5.6, the O_NONBLOCK flag is ignored as
/dev/random will no longer block except during early boot process. In earlier versions,
if open(2) is called for /dev/random with the O_NONBLOCK flag, a subsequent read(2) will
not block if the requested number of bytes is not available. Instead, the available bytes
are returned. If no byte is available, read(2) will return -1 and errno will be set to
EAGAIN.
Il flag O_NONBLOCK non ha nessun effetto quando si apre /dev/urandom. Quando si chiama
read(2) per il dispositivo /dev/urandom, letture fino a 256 byte retituiranno tanti byte
quanti ne vengono richiesti e non verranno interrotti da un gestore di segnali. Letture
con un buffer oltre questo limite possono restituire un numero di byte minore di quello
richiesto o fallire con l'errore EINTR, se interrotto da un gestore di segnali.
Since Linux 3.16, a read(2) from /dev/urandom will return at most 32 MB. A read(2) from
/dev/random will return at most 512 bytes (340 bytes before Linux 2.6.12).
La scrittura su /dev/random o /dev/urandom aggiorna la fonte d'entropia con i dati
scritti, ma ciò non si tradurrà in un numero di entropia più alto. Ciò vuo dire che esso
influirà sui contenuti letti da entrambi i file, ma non farà letture da /dev/random più
velocemente.
Uso
L'interfaccia /dev/random è considerata un'interfaccia da mantenere per compatibilità col
passato, mentre /dev/urandom è preferito e sufficiente in tutti i casi d'uso, fatta
eccezione per applicazioni che richiedono casualità durante la fase di inizializzazione
del sistema; per queste applicazioni si deve usare invece getrandom(2), che non risponderà
all'applicazione fino a quando la fonte di entropia non viene inizializzata.
Se si salva un file seed ai riavvii, come si raccomanda più avanti, l'output sarà
crittograficamente al sicuro dagli attaccanti senza accesso di root in locale dato che
viene ricaricato nella sequenza di boot, e sarà perfettamente adeguato alle chiavi
criptate per le sessioni di rete. (Tutte le più importanti distribuzioni Linux hanno
salvato il file seed ai riavvii almeno dal 2000.) Dato che le letture da /dev/random
possono bloccarsi, gli utenti solitamente vorranno aprirlo in modo non bloccante (o
eseguire una lettura senza timeout), e fornire un qualche tipo di notifica se l'entropia
desiderata non è immediatamente disponibile.
Configurazione
Se il sistema non comprende già /dev/random né /dev/urandom, li si può creare coi seguenti
comandi:
mknod -m 666 /dev/random c 1 8
mknod -m 666 /dev/urandom c 1 9
chown root:root /dev/random /dev/urandom
Quando un sistema Linux viene avviato senza molta interazione da parte di un utente, la
fonte di entropia potrebbe essere in una condizione tutto sommato prevedibile. Questo
porta a sovrastimare la quantità di rumore realmente presente nella fonte di entropia. Per
contrastare questo effetto, può aiutare riportare le informazioni nella fonte di entropia
fra un arresto e un riavvio. Per farlo, si aggiungano le righe ad uno script appropriato
che venga eseguito durante le procedure di avvio di un sistema Linux:
echo "Inizializzazione del generatore di numeri casuali..."
random_seed=/var/run/random-seed
# Carry a random seed from start-up to start-up
# Load and then save the whole entropy pool
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
Inoltre, si aggiungano le righe seguenti ad uno script appropriato da eseguire durante le
procedure di arresto di un sistema Linux:
# Riporta un seme casuale dall'arresto al riavvio.
# Salva l'intera fonte di entropia
echo "Salvataggio del seme casuale..."
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
Negli esempi visti prima, si presuppone che la versione di Linux sia la 2.6.0 o
successiva, dove /proc/sys/kernel/random/poolsize restituisce la dimensione della fonte di
entropia in bit (si veda più avanti).
Interfaccia /proc
The files in the directory /proc/sys/kernel/random (present since Linux 2.3.16) provide
additional information about the /dev/random device:
entropy_avail
Questo file di sola lettura fornisce l'entropia disponibile, in bit. Questo sarà un
numero nell'intervallo da 0 a 4096.
poolsize
Questo file fornisce la dimensione della fonte di entropia. La semantica di questo
file è diversa a seconda della versione del kernel:
Linux 2.4:
Questo file indica la dimensione della fonte di entropia in byte.
Normalmente questo file ha valore 512, ma è scrivibile e può essere cambiato
in qualunque valore per il quale sia disponibile un algoritmo. Le scelte
sono: 32, 64, 128, 256, 512, 1024 o 2048.
Linux 2.6 e successivo:
Questo file è di sola lettura, e indica la dimensione della fonte di
entropia in bit. Contiene il valore 4096.
read_wakeup_threshold
Questo file contiene il numero di bit di entropia richiesti per svegliare i
processi che dormono in attesa dell'entropia da /dev/random. Il valore predefinito
è 64.
write_wakeup_threshold
Questo file contiene il numero di bit di entropia sotto i quali vengono svegliati i
processi che eseguono un select(2) o poll(2) per accedere in scrittura a
/dev/random. Questi valori possono venire cambiati scrivendo sui file.
uuid e boot_id
Questi file di sola lettura contengono stringhe casuali come
6fd5a44b-35f4-4ad4-a9b9-6b9be13e1fe9. Il più vecchio è generato di nuovo a ciascuna
lettura, l'ultimo viene generato una volta.
Interfaccia ioctl(2)
Le seguenti richieste ioctl(2) sono definite su descrittori di file connessi o a
/dev/random o a /dev/urandom. Tutte le richieste effettuate interagiscono con la fonte di
entropia di input incidendo sia su /dev/random che su /dev/urandom. La capacità
CAP_SYS_ADMIN è necessaria per tutte le richieste eccetto che per RNDGETENTCNT.
RNDGETENTCNT
Recupera il conteggio di entropia della fonte di input, il contenuto sarà lo stesso
del file entropy_avail sotto proc. Il risultato verrà memorizzato nell'int indicato
dall'argomento.
RNDADDTOENTCNT
Incrementa o decrementa il numero di entropia della fonte di input del valore
indicato dall'argomento.
RNDGETPOOL
Rimosso in Linux 2.6.9.
RNDADDENTROPY
Aggiunge ulterire entropia alla fonte di input, incrementando il numero di
entropia. Questo differisce dallo scrivere su /dev/random o /dev/urandom, che
aggiunge solo qualche dato ma non incrementa il numero di entropia. Viene usata la
seguente struttura:
struct rand_pool_info {
int entropy_count;
int buf_size;
__u32 buf[0];
};
Dove entropy_count è il valore aggiunto (o sottratto) al numero di entropia, e buf
è il buffer di dimensione buf_size che viene aggiunto alla fonte di entropia.
RNDZAPENTCNT, RNDCLEARPOOL
Azzera il conteggio di entropia di tutte le fonti e aggiunge alcuni dati di sistema
(come il minutaggio) alle fonti.
FILE
/dev/random
/dev/urandom
NOTE
Per una panoramica e un confronto fra le varie interfacce che possono essere usate per
ottenere casualità, si veda random(7).
BUG
Durante la fase di inizializzazione del sistema, le letture da /dev/urandom possono
restituire dati prima che la fonte di entropia venga inizializzata.
VEDERE ANCHE
mknod(1), getrandom(2), random(7)
RFC 1750, "Randomness Recommendations for Security"
TRADUZIONE
La traduzione italiana di questa pagina di manuale è stata creata da Ottavio G. Rizzo
<rizzo@pluto.linux.it>, Giulio Daprelà <giulio@pluto.it>, Elisabetta Galli <lab@kkk.it> e
Marco Curreli <marcocurreli@tiscali.it>
Questa traduzione è documentazione libera; leggere la GNU General Public License Versione
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