使用引擎生成随机数答案

【问题标题】：Using engines for random number generation使用引擎生成随机数
【发布时间】：2015-03-19 16:56:54
【问题描述】：

我正在尝试使用 OpenSSL 的 RAND_bytes API，但我想尝试使用各种随机数生成引擎。

是否有推荐的方法来生成随机字节并在 OpenSSL 中添加熵？我在哪里可以获得其他引擎实现，以及如何交换它们？

【问题讨论】：

我觉得我无法提供一个好的答案，因为我不明白你想要做什么。 OpenSSL 实现了一个加密安全的 DRBG，并通过大量努力以不可预测的方式对其进行播种，如果可能的话，最好在操作系统的随机设备的支持下进行。对于大多数人来说，“推荐”的使用方式就是使用它。 NIST 推荐的方法是将模块置于 FIPS 模式，然后直接使用它。如果你想编写自己的引擎，那就是not difficult。
不是C，而是<random>的C++11类std::random_device可以测试...有一个名为entropy的方法，但并不总是实现。看看stackoverflow.com/questions/9549357/…C++11 <random> 的其他random number engines 功能，但我不知道将它们用于加密目的是否是一个好建议。
@indiv 你是对的。它看起来确实比我想象的要容易。谢谢。
@francis 谢谢。我会试试的。

标签： c random openssl prng

【解决方案1】：

是否有推荐的方法在 OpenSSL 中生成随机字节并添加熵？

是的。请参阅 Random Numbers 上的 OpenSSL wiki。它会带您为种子添加熵，并提取字节以用于密钥和其他秘密材料。

为播种添加熵在Random Numbers and Seeds 中进行了介绍。 Random Numbers and Generation 介绍了提取用于密钥和其他机密材料的字节。

我在哪里可以获得其他引擎实现，以及如何交换它们？

OpenSSL 带有一些与随机数相关的引擎。默认是基于软件的 PRNG 引擎，md_rand。您可以在<openssl src>/crypto/rand/md_rand.c 找到它的源代码。另一个是英特尔的RDRAND 引擎。你可以在<openssl src>/crypto/engine/eng_rdrand.c找到源代码。

如果您有硬件，也可以使用基于硬件的 RNG。您甚至可以编写自己的引擎来提供 SHA-512 HMAC。甚至是一个将 SHA-512 HMAC 与RDRAND 结合（异或）的。 Mersenne Twister 很受欢迎，您甚至可以为它编写一个引擎。

以下是您如何更换引擎以用于随机数。它取自 OpenSSL wiki，并换入 Intel RDRAND 引擎：

 1    unsigned long err = 0;
 2    int rc = 0;
 3
 4    OPENSSL_cpuid_setup();
 5    ENGINE_load_rdrand();
 6
 7    ENGINE* eng = ENGINE_by_id("rdrand");
 8    err = ERR_get_error();
 9
10    if(NULL == eng) {
11        fprintf(stderr, "ENGINE_load_rdrand failed, err = 0x%lx\n", err);
12        abort(); /* failed */
13    }
14
15    rc = ENGINE_init(eng);
16    err = ERR_get_error();
17
18    if(0 == rc) {
19        fprintf(stderr, "ENGINE_init failed, err = 0x%lx\n", err);
20        abort(); /* failed */
21    }
22  
23    rc = ENGINE_set_default(eng, ENGINE_METHOD_RAND);
24    err = ERR_get_error();
25
26    if(0 == rc) {
27        fprintf(stderr, "ENGINE_set_default failed, err = 0x%lx\n", err);
28        abort(); /* failed */
29    }
30
31    /* OK to proceed */
32
33    ...
34    ENGINE_finish(eng);
35    ENGINE_free(eng);
36    ENGINE_cleanup();

...我正在尝试使用 OpenSSL 的 RAND_bytes API ...

除了正常使用RAND_bytes、RAND_add 和朋友之外，您永远不会做任何事情。您使用RAND_bytes、RAND_add 和朋友的方式永远不会改变。

Mersenne Twister 很受欢迎，您甚至可以为它编写引擎...

如果您这样做，那么您可能会考虑发布源代码供其他人使用。我建议在 OpenSSL 的 wiki 上创建一个页面，解释 Mersenne Twister 引擎，解释如何使用它，并为它提供补丁。

另一种选择是将其作为功能/增强功能提交给RT system（错误跟踪器）。但据我观察，大多数东西一旦进入 RT 就会枯萎死亡。

【讨论】：

请注意，Mersenne Twister 虽然速度很快，但并不是一个安全随机数生成器，因此不适合在 OpenSSL 中使用。