/dev/random
/dev/random - Zeichenorientierte virtuelle Gerätedatei die Zufallszahlen hoher Qualität liefert
Beschreibung
Da für netzwerkorientierte Systeme wie Unix Kryptographie-Dienste und damit Zufallszahlen eine bedeutende Rolle spielen, kommt dieser Datei und dem dahinterstehenden Treiber eine wichtige Bedeutung zu.
- Zufallsgenerator sammelt Umgebungsrauschen von Gerätetreibern und anderen Quellen in einem Entropie-„Pool“
- Der Generator speichert auch eine Abschätzung über die Anzahl der Bits im Entropie-Pool
- Aus diesem „Pool“ werden die Zufallszahlen generiert
- Beim Lesen gibt
/dev/randomnur solange Zufallszahlen zurück, bis die abgeschätzte Entropiemenge erschöpft ist
- dann blockieren Lesezugriffe auf
/dev/random, bis zusätzliches Umgebungsrauschen erhalten wurde.[1][2]/dev/randomsollte ausreichend sein für Anwendungszwecke, die auf eine sehr hohe Qualität der Zufälligkeit angewiesen sind, wie etwa Verschlüsselung (beispielsweise One-Time-Pads oder Schlüsselerzeugung) - Aus Geschwindigkeitsgründen wird in der Praxis oft nur der „Seed“ eines Pseudo-Zufallszahlengenerators von
/dev/randomgelesen (z. B. in OpenSSL, PGP und GnuPG).
- Der aktuelle Füllstand des Entropie-Pools lässt sich unter Linux aus der Datei
/proc/sys/kernel/random/entropy_availermitteln.
- Eine Ausgabe der Datei liefert die verfügbare Entropie in Bit, wobei das Maximum von 4096 Bit einem vollständig gefüllten „Pool“ entspricht.
/dev/urandom
Aus /dev/urandom (unlimited random) können wie aus /dev/random Zufallszahlen gelesen werden.
/dev/urandomblockiert nicht, wenn eine definierte Entropieschwelle unterschritten wird
In diesem Fall kann nicht ganz ausgeschlossen werden, dass es einem Angreifer gelingt, die erzeugten Pseudozufallszahlen im Nachhinein zu berechnen.[3]
Standardisierung
/dev/random(wie auch/dev/urandom) ist weder im Filesystem Hierarchy Standard 2.3 noch in der Single UNIX Specification 3.0 spezifiziert.
- Der Linux-Kernel stellte 1994 als erstes Betriebssystem ein
/dev/random-Gerät bereit, woraufhin andere unixoide Betriebssysteme nachzogen,[4][5] so zum Beispiel FreeBSD 2.2 ab Juni 2000[6] oder Solaris 9 ab 2002.[7]
Implementierungen
In FreeBSD findet ein auf dem Yarrow-Algorithmus basierender Generator Verwendung[8]. AIX verwendet seit AIX 5.2 ebenfalls eine Yarrow-Implementation.[9]
In Linux verhält sich /dev/random seit 2020 wie /dev/urandom, da dessen Zufallszahlen mittlerweile als praktikabel selbst für kryptographische Zwecke angesehen werden.[10]
Verbesserung der Entropie
- Über Software lässt sich die Entropie verbessern sowie der Entropie-Pool vergrößern, damit mehr Zufallszahlen zur Verfügung stehen
- Mit der GNU-Software
rng-toolslassen sich unter Linux und ähnlichen Betriebssystemen physikalische Zufallszahlengeneratoren einbinden.[11]