如何安装 pandom ： 一个针对 linux 的真随机数生成器 ============================================================ ### 在本文中，你将看到 1. [简介][40] 2. [1 pandom 的安装][41] 1. [1.1 获取 root 权限][1] 2. [1.2 安装编译所需的依赖][2] 3. [基于 Arch 的系统][3] 4. [基于 Debian 的系统][4] 5. [基于 Red Hat 的系统][5] 6. [基于 SUSE 的系统][6] 7. [1.3 下载并析出源码][7] 8. [1.4 在安装前进行测试 (推荐)][8] 9. [1.5 确定初始化系统][9] 10. [1.6 安装 pandom][10] 11. [基于 init.d 的初始化系统 (例如 upstart、sysvinit)][11] 12. [以 systemd 作为初始化程序的系统][12] 3. [2 checkme 文件的分析][42] 1. [2.1 获取 root 权限][13] 2. [2.2 安装编译所需的依赖][14] 3. [基于 Arch 的系统][15] 4. [基于 Debian 的系统][16] 5. [基于 Red Hat 的系统][17] 6. [基于 SUSE 的系统][18] 7. [2.3 下载并析出源码][19] 8. [2.4 安装 entropyarray][20] 9. [2.5 分析 checkme 文件][21] 10. [2.6 卸载 entropyarray (可选)][22] 4. [3 使用 debian 软件仓库安装 pandom][43] 1. [3.1 获取 root 权限][23] 2. [3.2 安装密钥][24] 3. [3.3 安装软件源列表][25] 4. [Wheezy][26] 5. [Jessie][27] 6. [Stretch][28] 7. [3.4 更新软件源列表][29] 8. [3.5 测试 pandom][30] 9. [3.6 安装 pandom][31] 5. [4 管理 pandom][44] 1. [4.1 性能测试][32] 2. [4.2 熵及序列相关性测试][33] 3. [4.3 系统服务][34] 4. [基于 init.d 的初始化系统 (例如 upstart、sysvinit)][35] 5. [以 systemd 作为初始化程序的系统][36] 6. [5 增强不可预测性或者性能][45] 1. [5.1 编辑源文件][37] 2. [5.2 测试不可预测性][38] 3. [5.3 安装个人定制的 pandom][39] 本教程只针对 amd64/x86_64 架构 linux 内核版本大于等于 2.6.9 的系统。本文将解释如何安装 [pandom][46]，一个由 ncomputers.org 维护的定时颤动真随机数生成器。 ### 简介 以现代的眼光来看，Linux 内核内置的真随机数发生器提供了一个很低的吞吐量，例如在配置固态硬盘 (SSD) 的个人电脑和虚拟专用服务器 (VPS)的环境中。 各种不同的加密目的使得对真随机数的需求持续增长，从而使得这个低吞吐量问题在各种 linux 实现中变得越来越普遍。 在相同的物理或者虚拟环境下，并假设没有其他进程以 root 身份向 /dev/random 进行写操作的话，64 [ubits][47]/64 bits 的 pandom 可以以 8 KiB/s 的速率生成随机数。 ### 1 pandom 的安装 ### 1.1 获得 root 权限 Pandom 必须以 root 身份来安装，所以在必要的时候请运行如下命令： su - ### 1.2 安装编译所需的依赖 为了下载并安装 pandom，你需要 GNU **as** 汇编器、GNU **make**、GNU **tar** 和 GNU **wget** (最后两个工具通常已被安装)。随后你可以按照你的意愿卸载它们。 ### 基于 Arch 的系统 pacman -S binutils make ### 基于 Debian 的系统 apt-get install binutils make ### 基于 Red Hat 的系统 dnf install binutils make yum install binutils make ### 基于 SUSE 的系统 zypper install binutils make ### 1.3 下载并析出源码 下面的命令将使用 **wget** 和 **tar** 从 ncomputers.org 下载 pandom 的源代码并将它们解压出来： wget [http://ncomputers.org/pandom.tar.gz][48] tar xf pandom.tar.gz cd pandom/amd64-linux ### 1.4 在安装前进行测试 (推荐) 这个被推荐的测试将花费大约 8 分钟的时间，它将检查内核支持情况并生成一个名为 **checkme** 的文件 (在下一节中将被分析)。 make check ### 1.5 确定系统的初始化程序 在安装 pandom 之前，你需要知道你的系统使用的是哪个初始化程序。假如下面命令的输出中包含 **running**，则意味着你的系统使用了 **systemd**，否则你的系统则可能使用了一个 **init.d** 的实现 (例如 upstart、sysvinit)。 systemctl is-system-running ``` running ``` ### 1.6 安装 pandom 一旦你知道了你的系统使用何种 linux 实现，那么你就可以相应地安装 pandom 了。 ### 使用基于 init.d 作为初始化程序(如： upstart、sysvinit) 的系统 假如你的系统使用了一个 **init.d** 的实现(如： upstart、sysvinit)，请运行下面的命令来安装 pandom： make install-init.d ### 以 systemd 作为初始化程序的系统 假如你的系统使用 **systemd**，则请运行以下命令来安装 pandom： make install-systemd ### 2 checkme 文件的分析 在使用 pandom 进行加密之前，强烈建议分析一下先前在安装过程中生成的 **checkme** 文件。通过分析我们便可以知道用 pandom 生成的数是否真的随机。本节将解释如何使用 ncomputers.org 的 shell 脚本 **entropyarray** 来测试由 pandom 产生的输出的熵及序列相关性。 **注**：整个分析过程也可以在另一台电脑上完成，例如在一个笔记本电脑或台式机上。举个例子：假如你正在一个资源受到限制的 VPS 上安装 pandom 程序，或许你更倾向于将 **checkme** 复制到自己的个人电脑中，然后再进行分析。 ### 2.1 获取 root 权限 `entropyarray` 程序也必须以 root 身份来安装，所以在必要时请运行如下命令： su - ### 2.2 安装编译所需的依赖 为了下载并安装 entropyarray， 你需要 GNU **g++** 编译器、GNU **make**、GNU **tar** 和 GNU **wget**。在随后你可以任意卸载这些依赖。 ### 基于 Arch 的系统 pacman -S gcc make ### 基于 Debian 的系统 apt-get install g++ make ### 基于 Red Hat 的系统 dnf install gcc-c++ make yum install gcc-c++ make ### 基于 SUSE 的系统 zypper install gcc-c++ make ### 2.3 下载并析出源码 以下命令将使用 **wget** 和 **tar** 从 ncomputers.org 下载到 entropyarray 的源码并进行解压： wget [http://ncomputers.org/rearray.tar.gz][50] wget [http://ncomputers.org/entropy.tar.gz][51] wget [http://ncomputers.org/entropyarray.tar.gz][52] tar xf entropy.tar.gz tar xf rearray.tar.gz tar xf entropyarray.tar.gz ### 2.4 安装 entropyarray **注**：如果在编译过程中报有关 -std=c++11 的错误，则说明当前系统安装的 GNU **g++** 版本不支持 ISO C++ 2011 标准，那么你可能需要在另一个支持该标准的系统中编译 ncomputers.org/**entropy** 和 ncomputers.org/**rearray** (例如在一个你喜爱的较新的 linux 发行版本中来编译)。接着使用 **make install** 来安装编译好的二进制文件，再接着你可能想继续运行 **entropyarray** 程序，或者跳过运行该程序这一步骤，然而我还是建议在使用 pandom 来达到加密目地之前先分析一下 **checkme** 文件。 cd rearray; make install; cd .. cd entropy; make install; cd .. cd entropyarray; make install; cd .. ### 2.5 分析 checkme 文件 **注**：64 [ubits][53] / 64 bits 的 pandom 实现所生成的结果中熵应该高于 **15.977** 且 **max** 字段低于 **70**。假如你的结果与之相差巨大，或许你应该按照下面第 5 节介绍的那样增加你的 pandom 实现的不可预测性。假如你跳过了生成 checkme 文件的那一步，你也可以使用其他的工具来进行测试，例如 [伪随机数序列测试][54]。 entropyarray checkme ``` entropyarray in /tmp/tmp.mbCopmzqsg 15.977339 min:12 med:32 max:56 15.977368 min:11 med:32 max:58 15.977489 min:11 med:32 max:59 15.977077 min:12 med:32 max:60 15.977439 min:8 med:32 max:59 15.977374 min:13 med:32 max:60 15.977312 min:12 med:32 max:67 ``` ### 2.6 卸载 entropyarray (可选) 假如你打算不再使用 entropyarray，那么你可以按照你自己的需求卸载它： cd entropyarray; make uninstall; cd .. cd entropy; make uninstall; cd .. cd rearray; make uninstall; cd .. ### 3 使用 debian 的软件仓库来进行安装 假如你想在你基于 debian 的系统中让 pandom 保持更新，则你可以使用 ncomputers.org 的 debian 软件仓库来安装或者重新安装它。 ### 3.1 获取 root 权限 以下的 debian 软件包必须以 root 身份来安装，所以在必要时请运行下面这个命令： su - ### 3.2 安装密钥 下面的 debian 软件包中包含 ncomputers.org debian 软件仓库的公匙密钥： wget [http://ncomputers.org/debian/keyring.deb][55] dpkg -i keyring.deb rm keyring.deb ### 3.3 安装软件源列表 下面这些 debian 软件包含有 ncomputers.org debian 软件仓库的软件源列表，这些软件源列表对应最新的 debian 发行版本(截至 2017 年)。 **注**：你也可以将下面的以 `#` 注释的行加入 **/etc/apt/sources.list** 文件中，而不是为你的 debian 发行版本安装对应的 debian 软件包。但假如这些源在将来改变了，你就需要手动更新它们。 ### Wheezy #deb [http://ncomputers.org/debian][56] wheezy main wget [http://ncomputers.org/debian/wheezy.deb][57] dpkg -i wheezy.deb rm wheezy.deb ### Jessie #deb [http://ncomputers.org/debian][58] jessie main wget [http://ncomputers.org/debian/jessie.deb][59] dpkg -i jessie.deb rm jessie.deb ### Stretch #deb [http://ncomputers.org/debian][60] stretch main wget [http://ncomputers.org/debian/stretch.deb][61] dpkg -i stretch.deb rm stretch.deb ### 3.4 升级软件源列表 一旦密钥和软件源列表安装完成，则可以使用下面的命令来更新： apt-get update ### 3.5 测试 pandom 测试完毕后，你可以随意卸载下面的软件包。 **注**：假如你已经在你的 linux 中测试了 pandom ， 则你可以跳过这一步。 apt-get install pandom-test pandom-test ``` generating checkme file, please wait around 8 minutes ... entropyarray in /tmp/tmp.5SkiYsYG3h 15.977366 min:12 med:32 max:57 15.977367 min:13 med:32 max:57 15.977328 min:12 med:32 max:61 15.977431 min:12 med:32 max:59 15.977437 min:11 med:32 max:57 15.977298 min:11 med:32 max:59 15.977196 min:10 med:32 max:57 ``` ### 3.6 安装 pandom apt-get install pandom ### 4 管理 pandom 在 pandom 安装完成后，你可能想对它进行管理。 ### 4.1 性能测试 pandom 提供大约 8 kB/s 的随机数生成速率，但它的性能可能根据环境而有所差异。 dd if=/dev/random of=/dev/null bs=8 count=512 ``` 512+0 records in 512+0 records out 4096 bytes (4.1 kB, 4.0 KiB) copied, 0.451253 s, 9.1 kB/s ``` ### 4.2 熵和序列相关性检验 除了 ncomputers.org/**entropyarray**，还存在更多的测试，例如 [Ilja Gerhardt 的 NIST 测试套件][62]. entropyarray /dev/random 1M ### 4.3 系统服务 pandom 还可以以系统服务的形式运行。 ### 基于 init.d 的初始化系统(如 upstart、sysvinit) /etc/init.d/random status /etc/init.d/random start /etc/init.d/random stop /etc/init.d/random restart ### 以 systemd 作为初始化程序的系统 systemctl status random systemctl start random systemctl stop random systemctl restart random ### 5 增强不可预测性或者性能 假如你想增加你编译的 pandom 程序的不可预测性或者性能，你可以尝试增加或删减 CPU 时间测量选项。 ### 5.1 编辑源文件 请按照自己的意愿，在源文件 **test.s** 和 **tRNG.s** 中增加或者移除 measurement blocks 字段。 ``` #measurement block mov $35,%rax syscall rdtsc [...] #measurement block mov $35,%rax syscall rdtsc [...] ``` ### 5.2 测试不可预测性 我们总是建议在使用个人定制的 pandom 实现来用于加密目地之前，先进行一些测试。 make check ### 5.3 安装定制的 pandom 假如你对测试的结果很满意，你就可以使用下面的命令来安装你的 pandom 实现。 make install 更多额外信息及更新详见 [http://ncomputers.org/pandom][63] -------------------------------------------------------------------------------- via: https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/ 作者：[Oliver][a] 译者：[FSSlc](https://github.com/FSSlc) 校对：[校对者ID](https://github.com/校对者ID) 本文由 [LCTT](https://github.com/LCTT/TranslateProject) 原创编译，[Linux中国](https://linux.cn/) 荣誉推出 [a]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/ [1]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#-gain-root-access [2]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#-install-build-dependencies [3]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#arch-based-systems [4]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#debian-based-systems [5]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#red-hat-based-systems [6]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#suse-based-systems [7]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#-download-and-extract-sources [8]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#-test-before-installing-recommended [9]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#-determine-init-system [10]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#-install-pandom [11]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#initd-based-init-system-eg-upstart-sysvinit [12]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#systemd-as-init-system [13]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#-gain-root-access-2 [14]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#-install-build-dependencies-2 [15]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#arch-based-systems-2 [16]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#debian-based-systems-2 [17]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#red-hat-based-systems-2 [18]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#suse-based-systems-2 [19]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#-download-and-extract-sources-2 [20]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#-install-entropyarray [21]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#-analyze-checkme-file [22]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#-uninstall-entropyarray-optional [23]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#-gain-root-access-3 [24]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#-install-keyring [25]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#-install-sources-list [26]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#wheezy [27]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#jessie [28]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#stretch [29]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#-update-sources-list [30]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#-test-pandom [31]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#-install-pandom-2 [32]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#-performance-test [33]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#-entropy-and-serial-correlation-test [34]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#-system-service [35]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#initd-based-init-system-eg-upstart-sysvinit-2 [36]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#systemd-as-init-system-2 [37]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#-edit-source-files [38]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#-test-the-unpredictability [39]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#-install-personalized-pandom [40]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#introduction [41]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#-installation-of-pandom [42]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#-analysis-of-checkme-file [43]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#-installation-using-debian-repository [44]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#-managing-pandom [45]:https://www.howtoforge.com/tutorial/how-to-install-pandom-a-true-random-number-generator/#-increasing-unpredictability-or-performance [46]:http://ncomputers.org/pandom [47]:http://ncomputers.org/ubit [48]:http://ncomputers.org/pandom.tar.gz [49]:http://unix.stackexchange.com/a/18210/94448 [50]:http://ncomputers.org/rearray.tar.gz [51]:http://ncomputers.org/entropy.tar.gz [52]:http://ncomputers.org/entropyarray.tar.gz [53]:http://ncomputers.org/ubit [54]:http://www.fourmilab.ch/random/ [55]:http://ncomputers.org/debian/keyring.deb [56]:http://ncomputers.org/debian [57]:http://ncomputers.org/debian/wheezy.deb [58]:http://ncomputers.org/debian [59]:http://ncomputers.org/debian/jessie.deb [60]:http://ncomputers.org/debian [61]:http://ncomputers.org/debian/stretch.deb [62]:https://gerhardt.ch/random.php [63]:http://ncomputers.org/pandom