/dev/random: differenze tra le versioni

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Nei sistemi operativi [[Unix]] e [[Unix-like]], '''/dev/random''' (random device, dispositivo casuale) è un [[filedispositivo specialevirtuale]] (ossia non fisicamente presente su [[memoria di massa]]) con la caratteristica di restituire un [[numero casuale|valore numerico casuale]] o [[Numeri pseudo-casuali|pseudo-casuale]] ogni volta che vi si accede. Consente di accedere al rumore ambientale raccolto dai [[periferica|dispositivi]] collegati e da altre sorgenti. /dev/random viene utilizzato per esempio per il test di [[applicazioni]] che operano su numeri casuali, o come sistema per individuare errori di programmazione ([[bug]]) su [[input]] casuali. Può essere impiegato anche per simulare il "rumore" (vale a dire la presenza di dati non corretti) nelle sequenze di input verso i [[driver]] di [[periferica]]. Un diverso utilizzo si ha nel campo della [[crittografia]] dove /dev/random può essere utilizzato per generare chiavi crittografiche casuali sia ad uso del [[sistema operativo]] che delle applicazioni.

Non tutti i sistemi operativi implementano la stessa semantica per /dev/random. [[Linux]] è stato il primo sistema Unix-like a implementare /dev/random come generatore di numeri casuali. Implementazioni simili si trovano in [[FreeBSD]], [[Oracle Solaris (sistema operativo)|Solaris]], [[macOS]], [[NetBSD]], [[OpenBSD]], [[Tru64|Tru64 UNIX 5.1B]], [[AIX (sistema operativo)|AIX 5.2]], e [[HP-UX|HP-UX 11i v2]]. Nei sistemi [[Windows]] della famiglia NT funzioni simili vengono svolte dal file ksecdd.sys.

==Linux==

La generazione di numeri casuali dal [[kernel]] è stata implementata per la prima volta in [[Linux]]<ref>{{Cita web|url=httphttps://www.randombit.net/bitbashing/security/syllable_dev_random.html |titolo=On Syllable's /dev/random |autore=Jack Lloyd |data=9 dicembre 2008 |accesso=27 aprile 2009|urlarchivio=httphttps://www.webcitation.org/5gOzG0qvc?url=http://www.randombit.net/bitbashing/security/syllable_dev_random.html|dataarchivio=29 aprile 2009|deadurl=no}}</ref> nel 1994 da [[Theodore Ts'o]].<ref>{{Cita web |url=http://everything2.com/title/%252Fdev%252Frandom |titolo=/dev/random |data=8 giugno 2003 |editore=everything2.com |accesso=27 aprile 2009 |urlarchivio=httphttps://www.webcitation.org/5gOzGLECz?url=http://everything2.com/title//dev/random |dataarchivio=29 aprile 2009|deadurl=no }}</ref>. L'implementazione usa [[SHA-1|hash sicuri]] al posto di un [[cifrario]] per evitare problemi legali che erano presenti al momento del progetto. L'implementazione tiene anche conto del fatto che un certo hash o cifrario potrebbe essere scoperto essere debole, e quindi il progetto è protetto contro ogni tale debolezza. <!--Fast recovery from [[pool compromise]] is not considered a requirement, because the requirements for pool compromise are sufficient for much easier and more direct attacks on unrelated parts of the operating system.-->

In questa implementazione, il generatore mantiene una stima del numero di [[bit]] di rumore nella [[entropy pool]]. Da questa entropy pool i numeri casuali sono creati. Quando viene letto, <code>/dev/random</code> restituisce solo byte casuali all'interno della stima del numero di bit di rumore nell'entropy pool. <code>/dev/random</code> può essere adatto per gli utenti che necessitano di una casualità di ottima qualità come per la creazione di [[one time pad]] o [[chiave pubblica|chiavi pubbliche]]. Quando l'entropy pool è vuota, la lettura di <code>/dev/random</code> si interrompe fino a quando non viene accumulato nuovo rumore ambientale. Il motivo è di fornire un [[generatore di numeri pseudocasuale crittograficamente sicuro]], fornendo un output con un'entropia il più grande possibile.

Una controparte di <code>/dev/random</code> è '''/dev/urandom''' (sorgente causale non bloccata "unlocked"<ref>[httphttps://www.kernel.org/doc/man-pages/online/pages/man4/random.4.html random(4) - Linux manual page<!-- Titolo generato automaticamente -->]</ref>) che riusa il pool interno per produrre bit pseudocasuali aggiuntivi. Questo significa che la richiesta non si blocca, ma il risultato potrebbe contenere meno entropia rispetto a <code>/dev/random</code>. Nonostante sia un generatore di numeri pseudocasuali adatto per la maggior parte delle applicazioni crittografiche, non è raccomandato per la generazione di chiavi crittografiche a lunga scadenza.

È inoltre possibile scrivere su <code>/dev/random</code>. Questo consente ad ogni utente di mischiare i dati casuali all'interno del pool. L'attuale ammontare dell'entropia e la dimensione dell'entropy pool del kernel Linux è disponibile attraverso <code>/proc/sys/kernel/random/</code>.

Nel marzo 2006 Gutterman, Pinkas, & Reinman hanno pubblicato un'analisi dettagliata del generatore di numeri casuali di Linux<ref>{{Cita web|url=http://www.pinkas.net/PAPERS/gpr06.pdf |titolo=Analysis of the Linux Random Number Generator |autore=Zvi Gutterman |coautoriautore2=Benny Pinkas, Tzachy Reinman |data=6 marzo 2006 |formato=PDF |accesso=18 settembre 2008}}</ref> nel quale descrivono alcune debolezze. Probabilmente il problema più importante riportato è quello che si verifica con sistemi [[sistema embedded|embedded]] o con i [[Live CD]] nel quale lo stato di avvio del sistema è prevedibile e l'entropia disponibile dall'ambiente potrebbe essere limitata. Per i sistemi con [[memoria non volatile]], è raccomandato salvare qualche stato del generatore allo spegnimento in modo da poterlo usare come stato al successivo avvio. Nel caso dei [[router]] nei quali il traffico di rete rappresenta la sorgente primaria di entropia, gli autori notano che salvare lo stato tra riavvii "richiederebbe a un potenziale attaccante di spiare su tutto il traffico di rete" che passa per il router, e ottenere un accesso diretto allo stato interno del router. Questo problema è particolarmente critico nel caso di router wireless il cui traffico di rete può essere catturato a distanza, ed essere utilizzato per generare chiavi crittografiche.

==FreeBSD==

Il sistema operativo [[FreeBSD]] implementa una variante a 256 bit dell'[[algoritmo Yarrow]] che ha lo scopo di fornire un [[generatore di numeri pseudocasuale crittograficamente sicuro]] che sostituisce il dispositivo random di Linux. A differenza di <code>/dev/random</code> di Linux, <code>/dev/random</code> di FreeBSD non è bloccante. Il suo comportamento è simile a <code>/dev/urandom</code> di Linux e <code>/dev/urandom</code> è collegato a <code>/dev/random</code>.

L'algoritmo Yarrow è basato sull'assunzione che i moderni generatori di numeri pseudocasuali sono molto sicuri se il loro stato rimane sconosciuto all'attaccante. Mentre un metodo basato su una entropy pool è completamente sicuro se implementato correttamente, non rimane sicuro se la quantità di entropia viene sovrastimata ed è più debole di un generatore basato su un seme belben inizializzato. In alcuni casi un attaccante potrebbe avere un considerevole controllo sull'entropia, per esempio i server senza disco potrebbepotrebbero prendere gran parte della propria entropia dalla rete, e questo lirimanendo rendecosì vulnerabili a un attacco man-in-the-middle. Yarrow mette molta attenzione nell'evitare che un pool sia compromesso e sul suo rapido ripristino. Il seme dell'algoritmo è periodicamente rigenerato; nei sistemi con bassa attività di rete e di disco, questo viene fatto dopo una frazione di secondo.

Nel 2004 [[Landon Curt Noll]] testò <code>/dev/random</code> di FreeBSD 5.2.1 e concluse che non era crittograficamente sicuro perché il suo output aveva difetti multipli e uniformi.<ref>{{Cita web|titolo=How good is LavaRnd?: Detailed Description of Test Results and Conclusions |url=http://www.lavarnd.org/what/nist-test.html |data=22 settembre 2004 |opera=LavaRnd |editore=LavaRnd |accesso=22 dicembre 2010}}</ref> Simili difetti furono trovati nell'implementazione di <code>/dev/random</code> di [[Linux]] 2.4.21-20, [[Oracle Solaris (sistema operativo)|Solaris]] patch 8 108528-18 e [[macOS]] 10.3.5.

FreeBSD fornisce inoltre supporto per un [[Generatore hardware di numeri casuali|generatore di numeri casuali hardware]].

== Altri sistemi operativi ==

<code>/dev/random</code> e <code>/dev/urandom</code> sono disponibili su [[Oracle Solaris (sistema operativo)|Solaris]], [[macOS]], [[NetBSD]], [[OpenBSD]], [[UNIX 5.1B]], [[AIX 5.2]] e [[HP-UX 11i v2]]. Come in FreeBSD, AIX implementa un proprio algoritmo Yarrow. Tuttavia AIX usa una quantità di entropia considerevolmente minore allodello standard e smette di riempire il pool quantoquando pensa che contenga abbastanza entropia..<ref>{{Cita web|url=httphttps://lists.gnupg.org/pipermail/gnupg-devel/2003-April/019954.html |titolo=AIX 5.2 /dev/random and /dev/urandom devices |editore=Lists.gnupg.org |autore=Iain Roberts|data=25 aprile 2003 |accesso=18 settembre 2008}}</ref>

In [[Windows NT]], una funzione simile è fornita da <code>ksecdd.sys</code>, ma la lettura del file speciale <code>\Device\KsecDD</code> non funziona come in UNIX. I metodi documentati per generare bytes crittograficamente sicuri sono [[CryptGenRandom]] e [[RtlGenRandom]].

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Il software EGD (entropy gathering daemon) è un'alternativa comune per i sistemi Unix che non supportano <code>/dev/random</code>. È un [[Demone (informatica)|Demone]] che fornisce dati casuali di qualità crittografica. Alcuni software crittografici come [[OpenSSL]], [[GNU Privacy Guard]], e [[Apache HTTP Server]] usano EGD quando <code>/dev/random</code> non è disponibile.

EGD, o la compatibile alternativa prngd, raccolgono entropia pseudo-casuale da varie sorgenti, le processano per rimuovere distorsioni e migliorare la qualità crittografica e le rendono disponibili tramite un [[Unix ___domain socket]] (/dev/edg-pool è una scelta comune), o attraverso un [[Internet socket|TCP socket]]. L'accumulo dell'entropia di solito comporta [[fork (programmazione)|fork]] di sottoprocessi periodici per interrogare gli attributi del sistema che tipicamente cambiano frequentemente e sono impredicibili, come la [[CPU]], l'I/O, l'utilizzo della rete e il contenuto di vari file di log e [[directory]] temporanee.

== Note ==

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== Voci correlate ==

* [[Standard streams]]

* <ttkbd>[[:/dev/full]]</ttkbd>

* <ttkbd>[[:/dev/null]]</ttkbd>

* <ttkbd>[[:/dev/zero]]</ttkbd>

* <ttkbd>[[:/dev]]</ttkbd>

* [[Generatore hardware di numeri casuali]]

* [[Generatore di numeri pseudocasuali crittograficamente sicuro]]

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* {{cita web|http://msdn2.microsoft.com/en-us/library/aa379942.aspx|CryptGenRandom}}

* {{cita web|http://msdn2.microsoft.com/en-us/library/aa387694.aspx|RtlGenRandom}}

* [https://web.archive.org/web/20110614015324/http://www.suse.de/~thomas/papers/random-analysis.pdf Biege, Thomas; Analysis of a strong Random Number Generator] [https://web.archive.org/web/20110614015344/http://www.suse.de/~thomas/papers/23c3-random-analysis.pdf Slides]

{{Portale|Informatica}}