RANDOM(7) Manuel du programmeur Linux RANDOM(7)

random – aperçu d’interfaces pour obtenir un caractère aléatoire

Le générateur de nombres aléatoires du noyau repose sur l’entropie recueillie à partir de pilotes de périphérique et d’autres sources de bruit environnemental pour ensemencer un générateur de nombres pseudo-aléatoires (CSPRNG) sûr du point de vue cryptographie. Il est conçu pour la sécurité plutôt que pour la rapidité.

Les interfaces suivantes fournissent un accès pour obtenir un résultat d’un générateur de nombres pseudo-aléatoires du noyau :

  • Les périphériques /dev/urandom et /dev/random, tous deux décrits dans random(4). Ces périphériques sont présents dans Linux depuis les premiers temps et sont aussi disponibles dans beaucoup d’autres systèmes.
  • L’appel système getrandom(2) spécifique à Linux, disponible depuis Linux 3.17. Cet appel système fournit un accès soit à la même source que /dev/urandom (appelée la source urandom dans cette page) ou à la même source que /dev/random (appelée la source random dans cette page). Celle par défaut est la source urandom. La source random est sélectionnée avec l’indicateur GRND_RANDOM dans l’appel système. La fonction getentropy(3) avec getrandom(2) fournit une interface légèrement plus portable.

Le noyau collecte les bits d’entropie à partir de l’environnement. Lorsque un nombre suffisant de bits a été collecté, la réserve d’entropie est considérée comme initialisée.

À moins de vouloir générer une clef pérenne (et très vraisemblablement même pas dans ce cas), la lecture ne sera probablement pas faite à partir du périphérique /dev/random ou en employant getrandom(2) avec l’indicateur GRND_RANDOM. À la place, la lecture sera faite soit à partir du périphérique /dev/urandom ou en utilisant getrandom(2) sans l’indicateur GRND_RANDOM. Les cryptosystèmes pour la source urandom sont plutôt conservatifs et par conséquent devraient être suffisants pour toutes les utilisations.

L’inconvénient de GRND_RANDOM et des lectures à partir de /dev/random est que l’opération peut bloquer pendant une période indéfinie. De plus, gérer des requêtes partiellement remplies pouvant se produire lors de l’utilisation de GRND_RANDOM ou de la lecture à partir de /dev/random augmente la complexité du code.

L’utilisation de ces interfaces pour fournir de grandes quantités de données pour les simulations de Monte-Carlo et d’autres programmes ou algorithmes réalisant un échantillonnage probabiliste, sera peu rapide. De plus, c’est inutile parce que de telles applications n’ont pas besoin de nombres aléatoires sûrs du point de vue chiffrement. À la place, les interfaces décrites dans cette page sont à utiliser pour obtenir une petite quantité de données pour ensemencer un générateur de nombres pseudo-aléatoires pour ce type d’applications.

Le tableau suivant résume le comportement des diverses interfaces qui peuvent être utilisées pour obtenir un caractère aléatoire. GRND_NONBLOCK est un indicateur qui peut être utilisé pour contrôler le comportement bloquant de getrandom(2). La dernière colonne du tableau tient compte du cas pouvant se produire au tout début du démarrage quand la réserve d’entropie n’est pas encore initialisée.

Interface Réserve Comportement de blocage Comportement si réserve pas encore prête
/dev/random Réserve bloquante Si entropie trop faible, blocage jusqu’à assez d’entropie Blocage jusqu’à suffisamment d’entropie accumulée
/dev/urandom Sortie CSPRNG Aucun blocage CSPRNG non initialisé (entropie faible et inadaptée au chiffrement ?)
getrandom() Identique à /dev/urandom Aucun blocage si réserve prête Blocage jusqu’à réserve prête
getrandom() GRND_RANDOM Identique à /dev/random Si entropie trop faible, blocage jusqu’à assez d’entropie Blocage jusqu’à réserve prête
getrandom() GRND_NONBLOCK Identique à /dev/urandom Aucun blocage si réserve prête EAGAIN
getrandom() GRND_RANDOM + GRND_NONBLOCK Identique à /dev/random EAGAIN si manque d’entropie disponible EAGAIN

Le montant de matériel d’ensemencement nécessite de générer une clé de chiffrement égale à la taille effective de la clé. Par exemple, une clé privée ou Diffie-Hellman de 3072 bits a une taille effective de 128 bits (2^128 opérations sont nécessaires pour la casser), aussi un générateur de clé a besoin de seulement 128 bits (16 octets) de matériel d’ensemencement à partir de /dev/random.

Bien qu’une marge de sécurité au-dessus de ce minimum soit raisonnable comme protection contre des défauts d’algorithme de CSPRNG, aucune primitive cryptographique disponible actuellement ne peut espérer promettre plus de 256 bits de sécurité, aussi, si un programme lit plus de 256 bits (32 octets) de la réserve de caractère aléatoire du noyau par invocation, ou par intervalle raisonnable de réensemencement (pas moins d’une minute), cela doit être pris comme un signe que son chiffrement n’a pas été implémenté savamment.

getrandom(2), getauxval(3), getentropy(3), random(4), urandom(4), signal(7)

Cette page fait partie de la publication 5.13 du projet man-pages Linux. Une description du projet et des instructions pour signaler des anomalies et la dernière version de cette page peuvent être trouvées à l'adresse https://www.kernel.org/doc/man-pages/.

La traduction française de cette page de manuel a été créée par Christophe Blaess https://www.blaess.fr/christophe/, Stéphan Rafin <stephan.rafin@laposte.net>, Thierry Vignaud <tvignaud@mandriva.com>, François Micaux, Alain Portal <aportal@univ-montp2.fr>, Jean-Philippe Guérard <fevrier@tigreraye.org>, Jean-Luc Coulon (f5ibh) <jean-luc.coulon@wanadoo.fr>, Julien Cristau <jcristau@debian.org>, Thomas Huriaux <thomas.huriaux@gmail.com>, Nicolas François <nicolas.francois@centraliens.net>, Florentin Duneau <fduneau@gmail.com>, Simon Paillard <simon.paillard@resel.enst-bretagne.fr>, Denis Barbier <barbier@debian.org>, David Prévot <david@tilapin.org> et Jean-Paul Guillonneau <guillonneau.jeanpaul@free.fr>

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13 mars 2017 Linux