Question

我想在C中使用/dev/random或/dev/urandom。我该怎么办？我不知道如何在C中处理它们，如果有人知道请告诉我如何。谢谢。

Answer 1

一般来说，最好避免打开文件来获取随机数据，因为程序中存在多少个故障点。

在最近的Linux发行版中，getrandom系统调用可以用来获取加密安全随机数，如果 GRND_RANDOM 不<<>，它就不能失败 / em>指定为标志，读取量最多为256个字节。

截至2017年10月，OpenBSD，Darwin和Linux（带有-lbsd）现在都具有arc4random的实现，它是加密安全的，并且不会失败。这使它成为一个非常有吸引力的选择：

char myRandomData[50]; arc4random_buf(myRandomData, sizeof myRandomData); // done!

否则，您可以将随机设备用作文件。你从他们读取，你得到随机数据。我在这里使用open / read，但fopen / fread也可以正常使用。

int randomData = open("/dev/urandom", O_RDONLY); if (randomData < 0) { // something went wrong } else { char myRandomData[50]; ssize_t result = read(randomData, myRandomData, sizeof myRandomData); if (result < 0) { // something went wrong } }

在关闭文件描述符之前，您可能会读取更多随机字节。除非系统调用被信号中断，否则/ dev / urandom永远不会阻塞并始终填写您请求的字节数。它被认为是加密安全的，应该是你的随机设备。

/ dev / random更挑剔。在大多数平台上，它可以返回比您要求的更少的字节，如果没有足够的字节可用，它可以阻止。这使得错误处理故事更加复杂：

int randomData = open("/dev/random", O_RDONLY); if (randomData < 0) { // something went wrong } else { char myRandomData[50]; size_t randomDataLen = 0; while (randomDataLen < sizeof myRandomData) { ssize_t result = read(randomData, myRandomData + randomDataLen, (sizeof myRandomData) - randomDataLen); if (result < 0) { // something went wrong } randomDataLen += result; } close(randomData); }

Answer 2

上面还有其他准确的答案。不过，我需要使用FILE*流。这就是我做的......

int byte_count = 64;
char data[64];
FILE *fp;
fp = fopen("/dev/urandom", "r");
fread(&data, 1, byte_count, fp);
fclose(fp);

Answer 3

只需打开文件进行读取，然后读取数据即可。在C ++ 11中，您可能希望使用std::random_device，它提供对此类设备的跨平台访问。

Answer 4

Zneak 100％正确。读取一个稍微大于启动时所需的随机数缓冲区也很常见。然后，您可以在内存中填充数组，或将它们写入您自己的文件以供以后重复使用。

以上的典型实现：

typedef struct prandom {
     struct prandom *prev;
     int64_t number;
     struct prandom *next;
} prandom_t;

这或多或少像刚刚前进的磁带，可以根据需要由另一个线程神奇地补充。有lot services refills via entropy提供大量文件转储，只有随机数生成的更强大的生成器，如：

放射性衰变
光学行为（光子撞击半透明镜子）
大气噪音（不如上述强度）
在键盘上打字并移动老鼠（开玩笑）的醉酒猴子的农场

不要使用“预先打包”的熵加密种子 ，以防不言而喻。这些集合适用于模拟，根本不适合生成密钥等。

不关心质量，如果你需要大量数字来进行蒙特卡罗模拟，那么以不会导致read（）阻塞的方式提供它们会好得多。

但是，请记住，数字的随机性与生成它的复杂性一样具有确定性。 /dev/random和/dev/urandom很方便，但不如使用HRNG（或从HRNG下载大型转储）那么强大。另外值得注意的是/dev/random {{3}}，因此根据具体情况可以阻止相当长一段时间。

Answer 5

zneak的回答很简单，但现实情况比这更复杂。例如，您需要首先考虑/ dev / {u} random是否真的是随机数设备。如果您的计算机已被入侵并且设备已用符号链接替换为/ dev / zero或稀疏文件，则可能会出现这种情况。如果发生这种情况，现在可以完全预测随机流。

最简单的方法（至少在Linux和FreeBSD上）是在设备上执行ioctl调用，只有当设备是随机生成器时才会成功：

int data;
int result = ioctl(fd, RNDGETENTCNT, &data); 
// Upon success data now contains amount of entropy available in bits

如果在第一次读取随机设备之前执行此操作，则可以确定您已获得随机设备。所以@zneak的回答可以更好地扩展为：

int randomData = open("/dev/random", O_RDONLY);
int entropy;
int result = ioctl(randomData, RNDGETENTCNT, &entropy);

if (!result) {
   // Error - /dev/random isn't actually a random device
   return;
}

if (entropy < sizeof(int) * 8) {
    // Error - there's not enough bits of entropy in the random device to fill the buffer
    return;
}

int myRandomInteger;
size_t randomDataLen = 0;
while (randomDataLen < sizeof myRandomInteger)
{
    ssize_t result = read(randomData, ((char*)&myRandomInteger) + randomDataLen, (sizeof myRandomInteger) - randomDataLen);
    if (result < 0)
    {
        // error, unable to read /dev/random 
    }
    randomDataLen += result;
}
close(randomData);

疯狂编码博客covered this, and other pitfalls不久以前;我强烈建议您阅读整篇文章。我必须赞扬他们解决这个问题的方法。

编辑添加（2014-07-25）...
顺便提一下，我昨晚读到，作为LibReSSL effort的一部分，Linux似乎正在获得GetRandom()系统调用。截至撰写本文时，还没有任何关于它何时可用于内核通用版本的消息。然而，这将是获得加密安全随机数据的首选接口，因为它消除了通过文件提供访问的所有陷阱。另请参阅LibReSSL possible implementation。

如何在C中使用/ dev / random或urandom？

5 个答案: