random, urandom - Périphériques générateurs aléatoires du noyau.

Les fichiers spéciaux caractères /dev/random et /dev/urandom (existants depuis Linux 1.3.30) fournissent une interface avec le générateur de nombres aléatoires du noyau.

Le fichier /dev/random a un numéro de périphérique majeur égal à 1, et un numéro mineur égal à 8. Les numéros du périphérique /dev/urandom sont 1 pour le majeur, et 9 pour le mineur.

Le générateur de nombres aléatoires regroupe du bruit provenant de son environnement par l'intermédiaire des pilotes de périphériques et d'autres sources, et le stocke dans un réservoir d'entropie. Le générateur mémorise également une estimation du nombre de bits de bruit dans son réservoir d'entropie, et utilise son contenu pour créer des nombres aléatoires.

Lors d'une lecture, le périphérique /dev/random sera limité au nombre de bits de bruit contenus dans le réservoir d'entropie.

/dev/random est particulièrement adapté pour les cas où l'on a ponctuellement besoin de nombres hautement aléatoires (création de clés par exemple). Lorsque le réservoir d'entropie est vide, les lectures depuis le périphérique /dev/random seront bloquantes jusqu'à l'obtention de suffisamment de bruit en provenance de l'environnement.

Lors d'une lecture, /dev/urandom renverra autant d'octets qu'on en demande. Toutefois, s'il n'y a plus assez de bits disponibles dans le réservoir d'entropie, les valeurs renvoyées pourraient être théoriquement vulnérables à une cryptanalyse basée sur l'algorithme employé par le pilote. Il n'existe pas de documentation sur ce type d'attaque dans la littérature publique actuelle, mais cela n'élimine pas le risque théorique. Si ce risque est important pour votre application, utilisez plutôt /dev/random à la place.

Si votre système ne dispose pas des fichiers /dev/random et /dev/urandom vous pouvez les créer avec les commandes suivantes :

        mknod -m 644 /dev/random c 1 8
        mknod -m 644 /dev/urandom c 1 9
        chown root:root /dev/random /dev/urandom

Lorsqu'un système Linux démarre sans interaction avec un opérateur humain, le réservoir d'entropie peut se trouver dans un état relativement prédictible. La véritable quantité de bruit dans le réservoir d'entropie est donc en-dessous de son estimation. Afin de contrer ce problème, il est utile de sauvegarder l'état du réservoir entropique lors des arrêts et redémarrages du système. Il est possible ainsi d'ajouter les lignes suivantes dans les scripts de démarrage appropriés :

	echo "Initialisation du générateur de nombre aléatoires"
	# Initialiser le générateur de nombre aléatoire avec une racine
	# mémorisée lors du dernier arrêt (ou redémarrage) du système
	# On charge jusqu'à 512 octets (taille du réservoir d'entropie).
 	if [ -f /var/random-seed ]; then
		cat /var/random-seed >/dev/urandom
 	fi
	dd if=/dev/urandom of=/var/random-seed count=1

Également, il faut ajouter les lignes suivantes dans un script exécuté lors de l'arrêt du système.

	# Sauver une racine aléatoire pour pouvoir redémarrer le
	# générateur au prochain boot. On sauve 512 octets.
 	echo "Sauvegarde de la racine du générateur aléatoire..."
 	dd if=/dev/urandom of=/var/random-seed count=1

Les fichiers du répertoire /proc/sys/kernel/random (présent depuis 2.3.16) fournissent une interface supplémentaire au périphérique /dev/random.

Le fichier en lecture seule entropy_avail donne l'entropie disponible. Normalement, elle sera de 4096 (bits), une réserve entropique pleine.

Le fichier poolsize donne la taille de la réserve entropique. Normalement, elle sera de 512 (octets). Ceci peut être modifié à n'importe quelle valeur pour laquelle un algorithme est disponible. Actuellement, les choix sont 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048.

Le fichier read_wakeup_threshold contient le nombre de bits d'entropie nécessaires pour réveiller les processus endormis qui attendaient l'entropie à partir de /dev/random. La valeur par défaut est 64. Le fichier write_wakeup_threshold contient le nombre de bits d'entropie en-dessous duquel on réveillera les processus ayant effectué un appel à select() ou poll() pour un accès en écriture à /dev/random. Ces valeurs peuvent être modifiées en écrivant dans les fichiers.

Les fichiers en lecture seule uuid et boot_id contiennent des chaînes aléatoires comme 6fd5a44b-35f4-4ad4-a9b9-6b9be13e1fe9. Le premier est généré à chaque lecture, le dernier est généré une seule fois.

/dev/random

/dev/urandom

Le générateur de nombres aléatoires du noyau a été écrit par Theodore Ts'o (tytso@athena.mit.edu).

mknod(1)

RFC 1750, "Randomness Recommendations for Security"

Christophe Blaess, 1998-2003.

Alain Portal, 2005