为什么从 /dev/random 读取几乎总是阻塞？答案

【问题标题】：Why does reading from /dev/random nearly always block?为什么从 /dev/random 读取几乎总是阻塞？
【发布时间】：2011-12-06 03:30:01
【问题描述】：

我正在使用带有内核 2.6.38-12-generic 的 kubuntu

我想在程序开始时从 /dev/random 读取 16 个随机数。但是，它会在相对较短的时间后阻塞。

/dev/random 缓冲区需要多长时间才能填满？为什么要花这么长时间才能填满。

我将其用作 uuid 生成器，并将其他随机源添加到种子中我的梅森龙卷风。重要的是我不会得到重复或重复的种子。

如果我更改为 /dev/urandom，它可以正常工作。关于使用 /dev/random 而不是 /dev/urandom 的任何看法。

【问题讨论】：

另见superuser.com/questions/359599/…

标签： c++ linux

【解决方案1】：

你真的不应该使用/dev/random。没有已知的情况表明/dev/random 优于/dev/urandom 的优点很重要，缺点也很明显。

不同之处在于/dev/urandom 提供“仅”加密安全的随机数，而/dev/random 提供真正的随机数（至少，这是我们所相信的）。但是没有已知的情况表明这种差异很重要，也没有已知的测试可以区分“真正的”随机性和仅仅加密安全的随机性。

我经常开玩笑说/dev/urandom提供水，/dev/random提供圣水。

【讨论】：

更正确的说法是，没有任何已知的多项式时间算法能够区分 /dev/urandom 和真正的随机流，其时间比例可忽略不计。

【解决方案2】：

man 4 random 的 man page 回答了这个问题：

读取时，/dev/random 设备将只返回随机字节在熵池中估计的噪声位数之内。 /dev/random 应该适合需要非常高品质的用途随机性，例如一次性填充或密钥生成。当。。。的时候熵池为空，从/dev/random 读取将阻塞，直到收集了额外的环境噪音。

我很惊讶人们更喜欢提问而不是阅读手册页！您甚至不需要 Internet 即可阅读系统的手册页。

顺便说一句，正如我评论的那样，熵池是由物理现象（取决于硬件）提供的，例如鼠标移动、按键、以太网数据包等。少数处理器具有硬件随机噪声发生器（例如RDRAND机器指令），您可以购买random USB devices（另见this列表）等... . 因此，从/dev/random 读取可能是扩展的（甚至是阻塞的）。您将使用它来获得高质量的随机性（例如加密密钥所需的），或者在初始化时为您的PRNG 播种。您应该期望/dev/random 具有相对较小的带宽（例如，每秒最多几千字节或最多一兆字节）并且它可能有很多延迟（几十毫秒，甚至更多）。细节当然是特定于计算机的。

另请阅读 Thomas Hühn 的 Myths about /dev/urandom

【讨论】：

其实我已经读过了。我应该问“为什么当我最多只能读取 100 个 4 字节整数时，熵池会这么快地清空？然后需要很长时间才能从中读取更多内容。
“熵池”由物理现象（取决于硬件）提供，例如鼠标移动、按键、以太网数据包等。少数处理器具有硬件随机噪声发生器（但不是全部），但大多数没有。所以/dev/random很贵！

【解决方案3】：

从 /dev/random 读取是不确定的，因为它所做的只是从随机池中获取请求的位数。它将阻塞，直到它可以读取请求的位数。

然而，/dev/urandom 是内核的 PRNG，可以提供近乎无限的伪随机数流。

【讨论】：