C++：CryptGenRandom 的可移植替代品答案

【问题标题】：C++: Portable alternative to CryptGenRandomC++：CryptGenRandom 的可移植替代品
【发布时间】：2017-06-17 09:26:00
【问题描述】：

在应用程序的每次启动时，应创建一条 128 位的随机消息，以使该消息之前未被以最大概率选择过，并且这也应该是安全的（即不能被某些黑客破坏）。例如，使用从系统时间获取种子的标准随机生成器是不安全的，因为它可以通过以某种方式冻结系统时间来破坏（这可能吗？）。

Windows 函数CryptGenRandom 似乎适用于此。但是有便携的替代品吗？如果没有，Linux和Mac有对应的功能吗？

【问题讨论】：

这可能不是那么容易。可以在here 找到一些评论（尽管有点过于自信地提出了恕我直言）。核心信息是，std::random_device 可能有一些缺陷，但我从未接触过它，也许它会对你有所帮助。尽管如此，你的问题有点宽泛。也许将cryptoPRNG的当前状态保存在本地数据库或文件中要容易得多，这很容易做到（并且只需要1个init；碰撞概率可以忽略不计恕我直言）。但这当然取决于具体的用例。
@sascha：有趣的链接，std::random_device 也可能有用。谢谢，这很有帮助！

【解决方案1】：

Windows 函数 CryptGenRandom 似乎适用于此。但是有便携的替代品吗？

这取决于你如何看待它；我不确定是否有可以直接包装平台 RNG 的独立包装器。但是大多数加密库都会有一个随机生成器，它直接引用或者——更有可能——从操作系统随机数生成器中为自己播种。

例如，阅读 Crypto++ here 的 AutoSeeded 生成器。这些库从操作系统提供的功能中抽象出来，为您提供了一个可移植的选项，使对底层平台的调用降至最低（即它们既安全又快速）。

如果没有，Linux和Mac有对应的功能吗？

要直接使用加密随机数，请使用/dev/urandom。通常没有理由使用可能会阻塞的/dev/random。不过，我建议使用经过严格审查的库。

特别是如果您使用的是嵌入式或虚拟化设备和操作系统，则需要确保操作系统随机数生成器足够随机。例如，对于虚拟化系统，确保为操作系统安装了 VM 扩展通常是个好主意。

额外的种子也可以添加到随机数生成器中，因此如果您有任何看起来随机的东西，如果您不确定随机数的强度，最好将其添加为种子。

当然，拥有一个带有 RNG 扩展（由操作系统或库使用）例如 Intel RD_RAND 的 CPU 也很有意义。

【讨论】：

【解决方案2】：

使用getrandom：

getrandom() 系统调用将 buf 指向的缓冲区填充为最多 buflen 随机字节。这些字节可用于播种用户空间随机数生成器或用于加密目的。

【讨论】：