Man page - urandom(4)

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Manual

RANDOM

名 前
書 式
説 明
使 い 方
Configuration
/proc イ ン タ ー フ ェ ー ス
ioctl(2) イ ン タ ー フ ェ ー ス
フ ァ イ ル
注 意
バ グ
関 連 項 目
こ の 文 書 に つ い て

名 前

random, urandom - カ ー ネ ル 乱 数 ソ ー ス デ バ イ ス

書 式

#include <linux/random.h>

int ioctl( fd , RND request , param );

説 明

(Linux 1.3.30 か ら 提 供 さ れ て い る ) /dev/random 、 /dev/urandom キ ャ ラ ク タ ー ス ペ シ ャ ル フ ァ イ ル は カ ー ネ ル 乱 数 ジ ェ ネ レ ー タ ー へ の イ ン タ ー フ ェ ー ス を 提 供 す る 。 /dev/random フ ァ イ ル は メ ジ ャ ー デ バ イ ス 番 号 1 マ イ ナ ー デ バ イ ス 番 号 8 で あ る 。 /dev/urandom フ ァ イ ル は メ ジ ャ ー デ バ イ ス 番 号 1 マ イ ナ ー デ バ イ ス 番 号 9 で あ る 。

乱 数 ジ ェ ネ レ ー タ ー は デ バ イ ス ド ラ イ バ や そ の 他 の 源 か ら の 環 境 ノ イ ズ を エ ン ト ロ ピ ー プ ー ル へ 集 め る 。 ま た 、 ジ ェ ネ レ ー タ ー は エ ン ト ロ ピ ー プ ー ル 内 の ノ イ ズ の ビ ッ ト 数 の 推 定 値 を 保 持 す る 。 こ の エ ン ト ロ ピ ー プ ー ル か ら 乱 数 が 生 成 さ れ る 。

Linux 3.17 and later provides the simpler and safer getrandom (2) interface which requires no special files; see the getrandom (2) manual page for details.

When read, the /dev/urandom device returns random bytes using a pseudorandom number generator seeded from the entropy pool. Reads from this device do not block (i.e., the CPU is not yielded), but can incur an appreciable delay when requesting large amounts of data.

When read during early boot time, /dev/urandom may return data prior to the entropy pool being initialized. If this is of concern in your application, use getrandom (2) or /dev/random instead.

The /dev/random device is a legacy interface which dates back to a time where the cryptographic primitives used in the implementation of /dev/urandom were not widely trusted. It will return random bytes only within the estimated number of bits of fresh noise in the entropy pool, blocking if necessary. /dev/random is suitable for applications that need high quality randomness, and can afford indeterminate delays.

エ ン ト ロ ピ ー プ ー ル が 空 の 時 は 、 /dev/random か ら の 読 み 出 し は 、 更 な る 環 境 ノ イ ズ が 得 ら れ る ま で 、 ブ ロ ッ ク さ れ る 。 open (2) が /dev/random に 対 し て O_NONBLOCK フ ラ グ 付 き で 呼 ば れ る と 、 そ れ 以 降 の read (2) は 要 求 し た バ イ ト 数 の デ ー タ が 利 用 可 能 に な る ま で 停 止 し な い 。 そ の 代 わ り 、 利 用 可 能 な デ ー タ が 返 さ れ る 。 利 用 可 能 な バ イ ト が 全 く な い 場 合 、 read (2) は -1 を 返 し 、 errno に EAGAIN が 設 定 さ れ る 。

The O_NONBLOCK flag has no effect when opening /dev/urandom . When calling read (2) for the device /dev/urandom , reads of up to 256 bytes will return as many bytes as are requested and will not be interrupted by a signal handler. Reads with a buffer over this limit may return less than the requested number of bytes or fail with the error EINTR , if interrupted by a signal handler.

Since Linux 3.16, a read (2) from /dev/urandom will return at most 32 MB. A read (2) from /dev/random will return at most 512 bytes (340 bytes on Linux kernels before version 2.6.12).

/dev/random や /dev/urandom に 書 き 込 み を 行 う と 、 書 き 込 ま れ た デ ー タ で エ ン ト ロ ピ ー プ ー ル が 更 新 さ れ る 。 し か し 、 エ ン ト ロ ピ ー カ ウ ン ト が 増 え る わ け で は な い 。 つ ま り 、 /dev/random と /dev/urandom の 両 方 の フ ァ イ ル か ら 読 み 出 さ れ る 内 容 に 影 響 が あ る が 、 /dev/random か ら の 読 み 出 し が 早 く な る わ け で は な い と い う こ と だ 。

使 い 方

The /dev/random interface is considered a legacy interface, and /dev/urandom is preferred and sufficient in all use cases, with the exception of applications which require randomness during early boot time; for these applications, getrandom (2) must be used instead, because it will block until the entropy pool is initialized.

下 記 で 推 奨 し て い る よ う に 再 起 動 の 前 後 で 乱 数 種 フ ァ イ ル が 保 存 さ れ る 場 合 、 起 動 シ ー ケ ン ス に お い て 乱 数 種 が 再 ロ ー ド さ れ た 直 後 か ら 、 そ の 出 力 は ロ ー カ ル の ル ー ト ア ク セ ス が で き な い 攻 撃 者 に 対 し て 暗 号 的 に 安 全 な も の と な り 、 ネ ッ ト ワ ー ク 暗 号 化 の セ ッ シ ョ ン キ ー と し て 使 う に は 完 全 に 最 適 な も の と な る 。 (す べ て の 主 な Linux の デ ィ ス ト リ ビ ュ ー シ ョ ン は 少 な く と も 2000 年 以 降 は リ ブ ー ト の 前 後 で 乱 数 種 の フ ァ イ ル を 保 存 す る よ う に な っ て い る 。 ) /dev/random か ら の 読 み 出 し は 停 止 (block) す る 可 能 性 が あ る の で 、 ユ ー ザ ー は 普 通 こ の フ ァ イ ル を 非 停 止 (nonblocking) モ ー ド で 開 こ う と し (も し く は タ イ ム ア ウ ト を 指 定 し て 読 み 出 し を 実 行 し )、 希 望 す る レ ベ ル の エ ン ト ロ ピ ー は す ぐ に は 利 用 で き な い 場 合 に は 、 何 ら か の 通 知 を 行 う こ と だ ろ う 。

Configuration

シ ス テ ム に あ ら か じ め 作 成 さ れ た /dev/random と /dev/urandom が 存 在 し な い な ら 、 次 の よ う な コ マ ン ド で 作 成 で き る 。

mknod -m 666 /dev/random c 1 8
mknod -m 666 /dev/urandom c 1 9
chown root:root /dev/random /dev/urandom

オ ペ レ ー タ の 操 作 な し に Linux シ ス テ ム が 起 動 し た 直 後 は 、 エ ン ト ロ ピ ー プ ー ル は 意 外 性 の 乏 し い 均 一 な 状 態 に あ る だ ろ う 。 こ れ に よ り 、 エ ン ト ロ ピ ー プ ー ル の 実 際 の ノ イ ズ 量 は 評 価 値 よ り 少 な く な る 。 こ の 効 果 を 打 ち 消 す た め に 、 シ ャ ッ ト ダ ウ ン か ら (次 の ) 起 動 時 ま で 持 ち 越 し た エ ン ト ロ ピ ー プ ー ル の 情 報 が 助 け に な る 。 エ ン ト ロ ピ ー プ ー ル を 持 ち 越 す た め に は 、 Linux シ ス テ ム の 起 動 時 に 実 行 さ れ る 適 切 な ス ク リ プ ト に 、 以 下 の 行 を 追 加 す れ ば よ い :

echo "Initializing random number generator..."
random_seed=/var/run/random-seed
# 乱 数 種 を 今 回 の ス タ ー ト ア ッ プ か ら 次 回 の ス タ ー ト ア ッ プ ま で 持 ち 越 す 。
# ロ ー ド を 行 い 、 そ の 後 、 全 て の エ ン ト ロ ピ ー プ ー ル を 保 存 す る 。
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

ま た 、 Linux シ ス テ ム の シ ャ ッ ト ダ ウ ン 時 に 実 行 さ れ る 適 切 な ス ク リ プ ト に 、 以 下 の 行 を 追 加 す れ ば よ い :

# 乱 数 種 を 今 回 の シ ャ ッ ト ダ ウ ン か ら 次 回 の ス タ ー ト ア ッ プ ま で 持 ち 越 す 。
# 全 て の エ ン ト ロ ピ ー プ ー ル を 保 存 す る 。
echo "Saving random seed..."
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

In the above examples, we assume Linux 2.6.0 or later, where /proc/sys/kernel/random/poolsize returns the size of the entropy pool in bits (see below).

/proc イ ン タ ー フ ェ ー ス

デ ィ レ ク ト リ /proc/sys/kernel/random に あ る フ ァ イ ル (2.3.16 以 降 で 存 在 す る ) で 、 /dev/random デ バ イ ス に 関 す る 追 加 の 情 報 を 参 照 で き る 。
entropy_avail

こ の 読 み 込 み 専 用 の フ ァ イ ル は 使 用 可 能 な エ ン ト ロ ピ ー を ビ ッ ト 単 位 で 表 示 す る 。 値 は 0 か ら 4096 ま で の 範 囲 の 数 字 で あ る 。

poolsize

こ の フ ァ イ ル は エ ン ト ロ ピ ー プ ー ル の サ イ ズ を 示 す 。 こ の フ ァ イ ル の 意 味 は カ ー ネ ル バ ー ジ ョ ン に よ り 異 な る 。
Linux 2.4:

こ の フ ァ イ ル は エ ン ト ロ ピ ー プ ー ル の サ イ ズ を 「 バ イ ト 」 単 位 で 規 定 す る 。 通 常 、 こ の フ ァ イ ル の 値 は 512 に な る が 、 書 き 込 み 可 能 で あ り 、 ア ル ゴ リ ズ ム で 利 用 可 能 な 任 意 の 値 に 変 更 で き る 。 選 択 可 能 な 値 は 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048 で あ る 。

Linux 2.6 以 降 :

こ の フ ァ イ ル は 読 み 出 し 専 用 で あ り 、 エ ン ト ロ ピ ー プ ー ル の サ イ ズ を 「 ビ ッ ト 」 単 位 で 規 定 す る 。 値 は 4096 で あ る 。

read_wakeup_threshold

This file contains the number of bits of entropy required for waking up processes that sleep waiting for entropy from /dev/random . The default is 64.

write_wakeup_threshold

フ ァ イ ル write_wakeup_threshold は エ ン ト ロ ピ ー の ビ ッ ト 数 を 保 持 し て お り 、 こ の 値 以 下 に な っ た ら /dev/random へ の 書 き 込 み ア ク セ ス の た め に select (2) ま た は poll (2) を 実 行 す る プ ロ セ ス を 起 こ す 。 こ の 値 は フ ァ イ ル に 書 き 込 み を 行 う こ と に よ っ て 変 更 で き る 。

uuid and boot_id

こ れ ら の 読 み 込 み 専 用 の フ ァ イ ル は 6fd5a44b-35f4-4ad4-a9b9-6b9be13e1fe9 の よ う な ラ ン ダ ム な 文 字 列 を 保 持 し て い る 。 前 者 は 読 み 込 み の 度 に 新 た に 生 成 さ れ 、 後 者 は 1 度 だ け 生 成 さ れ る 。

ioctl(2) イ ン タ ー フ ェ ー ス

以 下 の ioctl (2) 要 求 が /dev/random や /dev/urandom に 接 続 さ れ た フ ァ イ ル デ ィ ス ク リ プ タ ー に 対 し て 定 義 さ れ て い る 。 実 行 さ れ た す べ て の 要 求 は 、 /dev/random と /dev/urandom に 影 響 を 与 え る 入 力 エ ン ト ロ ピ ー プ ー ル と や り 取 り を 行 う 。 RNDGETENTCNT 以 外 の す べ て の 要 求 に は CAP_SYS_ADMIN ケ ー パ ビ リ テ ィ が 必 要 で あ る 。
RNDGETENTCNT

入 力 エ ン ト ロ ピ ー プ ー ル の カ ウ ン ト を 取 得 す る 。 取 得 さ れ る 内 容 は proc の entropy_avail フ ァ イ ル と 同 じ で あ る 。 結 果 は 引 数 が 指 す 整 数 (int) に 格 納 さ れ る 。

RNDADDTOENTCNT

入 力 エ ン ト ロ ピ ー プ ー ル の カ ウ ン ト を 引 数 が 指 す 値 だ け 加 算 ま た は 減 算 す る 。

RNDGETPOOL

Linux 2.6.9 で 削 除 さ れ た 。

RNDADDENTROPY

入 力 プ ー ル に 追 加 の エ ン ト ロ ピ ー を 追 加 し 、 エ ン ト ロ ピ ー カ ウ ン ト を 増 や す 。 こ の 要 求 は /dev/random や /dev/urandom へ の 書 き 込 み と は 異 な る 。 /dev/random や /dev/urandom へ の 書 き 込 み で は 、 何 ら か の デ ー タ が 追 加 さ れ る だ け で 、 エ ン ト ロ ピ ー カ ウ ン ト は 増 や さ れ な い 。 以 下 の 構 造 体 が 使 用 さ れ る 。

struct rand_pool_info {
int entropy_count;
int buf_size;
__u32 buf[0];
};

entropy_count は エ ン ト ロ ピ ー カ ウ ン ト に 加 算 (ま た は 減 算 ) す る 値 で あ る 。 buf は 大 き さ が buf_size の バ ッ フ ァ ー で 、 こ の 内 容 が エ ン ト ロ ピ ー プ ー ル に 追 加 さ れ る 。

RNDZAPENTCNT , RNDCLEARPOOL

す べ て の プ ー ル の エ ン ト ロ ピ ー カ ウ ン ト を 0 に し 、 何 ら か の シ ス テ ム デ ー タ (現 在 の 時 刻 な ど ) を プ ー ル に 追 加 す る 。

フ ァ イ ル

/dev/random
/dev/urandom

注 意

For an overview and comparison of the various interfaces that can be used to obtain randomness, see random (7).

バ グ

During early boot time, reads from /dev/urandom may return data prior to the entropy pool being initialized.

関 連 項 目

mknod (1), getrandom (2), random (7)

RFC 1750, "Randomness Recommendations for Security"

こ の 文 書 に つ い て

こ の man ペ ー ジ は Linux man-pages プ ロ ジ ェ ク ト の リ リ ー ス 5.10 の 一 部 で あ る 。 プ ロ ジ ェ ク ト の 説 明 と バ グ 報 告 に 関 す る 情 報 は https://www.kernel.org/doc/man-pages/ に 書 か れ て い る 。