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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.
Quando la fonte di entropia è vuota, le letture di /dev/random vengono bloccate finché non viene raccolto
abbastanza rumore ambientale. Da Linux 5.6 il flag O_NONBLOCK è ignorato poiché /dev/random non si blocca
più eccetto durante la fase iniziale del processo di avvio. Nelle versioni precedenti, se open(2) è
chiamato su /dev/random col flag O_NONBLOCK, una successiva lettura di read(2) non verrà bloccata se il
numero di byte richiesti non è disponibile. Vengono invece restituiti i byte disponibili. Se nessun byte
è disponibile, read(2) restituirà -1 e errno verrà impostato a 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.
Da Linux 3.16, una chiamata read(2) su /dev/urandom restituirà al massimo 32 MB. Una chiamata read(2) su
/dev/random restituirà al massimo 512 byte (340 byte sui kernel Linux antecedenti alla versione 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
I file nella directory /proc/sys/kernel/random (presente da Linux 2.3.16) forniscono informazioni
aggiuntive sul dispositivo /dev/random:
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>, Marco Curreli
<marcocurreli@tiscali.it> e Giuseppe Sacco <eppesuig@debian.org>
Questa traduzione è documentazione libera; leggere la GNU General Public License Versione 3 o successiva
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