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/dev/[u]random：熵解释
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### 熵
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当 /dev/random 和 /dev/urandom 的主题出现时，你总是会听到这个词：“熵”。每个人对此似乎都有自己的比喻。那为什么不是我？我喜欢将熵视为“随机果汁”。它是果汁，random 需要它变得更随机。
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如果你曾经生成过 SSL 证书或 GPG 密钥，那么可能已经看到过像下面这样的内容：
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We need to generate a lot of random bytes. It is a good idea to perform
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some other action (type on the keyboard, move the mouse, utilize the
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disks) during the prime generation; this gives the random number
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generator a better chance to gain enough entropy.
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++++++++++..+++++.+++++++++++++++.++++++++++...+++++++++++++++...++++++
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+++++++++++++++++++++++++++++.+++++..+++++.+++++.+++++++++++++++++++++++++>.
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++++++++++>+++++...........................................................+++++
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Not enough random bytes available. Please do some other work to give
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the OS a chance to collect more entropy! (Need 290 more bytes)
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通过在键盘上打字并移动鼠标，你可以帮助生成熵或随机果汁。
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你可能会问自己......为什么我需要熵？以及为什么它对于 random 实际变得随机如此重要？那么，假设我们的熵仅限于键盘、鼠标和磁盘 IO。但是我们的系统是一个服务器，所以我知道没有鼠标和键盘输入。这意味着唯一的因素是你的 IO。如果它是一个单独的几乎不使用磁盘，你将拥有较低的熵。这意味着你的系统随机的能力很弱。换句话说，我可以玩概率游戏，并大幅减少破解 ssh 密钥的时间，或者解密你认为是加密会话的时间。
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好的，但这是非常不切实际的对吧？不，实际上并非如此。看看这个[ Debian OpenSSH 漏洞][1]。这个特定的问题是由于某人删除了一些负责添加熵的代码引起的。有传言说，他们因为它导致 valgrind 发出警告而删除了它。然而，在这样做的时候，random 现在少了很多随机。事实上，熵少了很多因此暴力破解变成了一个可行的攻击向量。
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希望到现在为止，我们理解了熵对安全性的重要性。无论你是否意识到你正在使用它。
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### /dev/random 和 /dev/urandom
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/dev/urandom 是一个伪随机随机数生成器，缺乏熵它**不会**停止。
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/dev/random 是一个真随机数生成器，它会在缺乏熵的时候停止。
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大多数情况下，如果我们正在处理实际的事情，并且它不包含你的核心信息，那么 /dev/urandom 是正确的选择。否则，如果就使用 /dev/random，那么当系统用完熵时，你的程序就会变得有趣。无论它直接失败，或只是挂起，直到它获得足够的熵，这取决于你编写的程序。
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### 检查熵
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那么，你有多少熵？
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[root@testbox test]# cat /proc/sys/kernel/random/poolsize
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4096
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[root@testbox test]# cat /proc/sys/kernel/random/entropy_avail
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2975
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[root@testbox test]#
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```
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/proc/sys/kernel/random/poolsize，说明熵池的大小（以位为单位）。例如：在停止抽水之前我们应该储存多少随机果汁。/proc/sys/kernel/random/entropy_avail 是当前池中随机果汁的数量（以位为单位）。
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### 我们如何影响这个数字？
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这个数字在我们使用时已经耗尽。我可以想出的最简单的例子是将 /dev/random 定向到 /dev/null 中：
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```
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[root@testbox test]# cat /dev/random > /dev/null &
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[1] 19058
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[root@testbox test]# cat /proc/sys/kernel/random/entropy_avail
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0
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[root@testbox test]# cat /proc/sys/kernel/random/entropy_avail
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1
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[root@testbox test]#
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```
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影响这个最简单的方法是运行 [Haveged][2]。Haveged 是一个守护进程，它使用处理器的“抖动”将熵添加到系统熵池中。安装和基本设置非常简单。
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```
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[root@b08s02ur ~]# systemctl enable haveged
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Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/haveged.service to /usr/lib/systemd/system/haveged.service.
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[root@b08s02ur ~]# systemctl start haveged
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[root@b08s02ur ~]#
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```
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在流量相对中等的机器上：
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```
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[root@testbox ~]# pv /dev/random > /dev/null
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40 B 0:00:15 [ 0 B/s] [ <=> ]
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52 B 0:00:23 [ 0 B/s] [ <=> ]
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58 B 0:00:25 [5.92 B/s] [ <=> ]
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64 B 0:00:30 [6.03 B/s] [ <=> ]
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^C
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[root@testbox ~]# systemctl start haveged
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[root@testbox ~]# pv /dev/random > /dev/null
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7.12MiB 0:00:05 [1.43MiB/s] [ <=> ]
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15.7MiB 0:00:11 [1.44MiB/s] [ <=> ]
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27.2MiB 0:00:19 [1.46MiB/s] [ <=> ]
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43MiB 0:00:30 [1.47MiB/s] [ <=> ]
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^C
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[root@testbox ~]#
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```
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使用 pv 我们可以看到我们通过管道传递了多少数据。正如你所看到的，在运行 haveged 之前，我们是 2.1 位/秒（B/s）。而在开始运行 haveged 之后，加入处理器的抖动到我们的熵池中，我们得到大约 1.5MiB/秒。
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via: http://jhurani.com/linux/2017/11/01/entropy-explained.html
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作者：[James J][a]
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译者：[geekpi](https://github.com/geekpi)
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校对：[校对者ID](https://github.com/校对者ID)
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本文由 [LCTT](https://github.com/LCTT/TranslateProject) 原创编译，[Linux中国](https://linux.cn/) 荣誉推出
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[a]:https://jblevins.org/log/ssh-vulnkey
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[1]:http://jhurani.com/linux/2017/11/01/%22https://jblevins.org/log/ssh-vulnkey%22
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[2]:http://www.issihosts.com/haveged/
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