TranslateProject/published/201705/20170217 How to install pandom a true random number generator for Linux.md
2017-06-03 22:58:43 +08:00

485 lines
16 KiB
Markdown
Raw Permalink Blame History

This file contains invisible Unicode characters

This file contains invisible Unicode characters that are indistinguishable to humans but may be processed differently by a computer. If you think that this is intentional, you can safely ignore this warning. Use the Escape button to reveal them.

This file contains Unicode characters that might be confused with other characters. If you think that this is intentional, you can safely ignore this warning. Use the Escape button to reveal them.

如何安装 pandom 一个针对 Linux 的真随机数生成器
============================================================
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],这是一个由 ncomputers.org 维护的定时抖动真随机数生成器。
### 简介
在现在的计算机状况下比如说配置了固态硬盘SSD的个人电脑和虚拟专用服务器VPS的环境中Linux 内核内置的真随机数发生器提供的吞吐量很低。
而出于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 Linux 实现中变得越来越严重。
在与上述相同的物理或者虚拟环境下,并假设没有其它进程以 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
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
wget http://ncomputers.org/entropy.tar.gz
wget http://ncomputers.org/entropyarray.tar.gz
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``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
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 wheezy main
wget http://ncomputers.org/debian/wheezy.deb
dpkg -i wheezy.deb
rm wheezy.deb
```
Jessie
```
#deb http://ncomputers.org/debian jessie main
wget http://ncomputers.org/debian/jessie.deb
dpkg -i jessie.deb
rm jessie.deb
```
**Stretch**
```
#deb http://ncomputers.org/debian stretch main
wget http://ncomputers.org/debian/stretch.deb
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:[wxy](https://github.com/wxy)
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