लिनक्स: लॉक पूल को हटाने / देव / यादृच्छिक

जैसा कि आप जानते हैं, / देव / यादृच्छिक, एक क्रिप्टोग्राफिक रूप से मजबूत छद्म यादृच्छिक संख्या जनरेटर (CSPRNG), एक अप्रिय समस्या है - अवरुद्ध। यह आलेख बताता है कि इसे कैसे हल किया जाए।

पिछले कुछ महीनों में, कर्नेल में यादृच्छिक संख्याओं को उत्पन्न करने के साधनों को थोड़ा फिर से काम किया गया है, लेकिन इस उप-प्रणाली में समस्याओं को एक व्यापक समय सीमा में हल किया गया है। सिस्टम बूट के दौरान गेट्रैंडम () सिस्टम कॉल को लंबे समय तक अवरुद्ध होने से रोकने के लिए सबसे हाल के बदलाव किए गए थे, लेकिन इसके पीछे का कारण अवरुद्ध यादृच्छिक पूल का व्यवहार था। हाल ही में एक पैच इस पूल को हटा देगा, और यह उम्मीद की जानी थी कि यह मुख्य कोर में जाएगा।

दिसंबर के अंत में एंडी लुतोमिरस्की ने पैच का तीसरा संस्करण जारी किया। यह "यादृच्छिक लिनक्स एपीआई के लिए दो बुनियादी अर्थ परिवर्तन करता है । " पैच नए GRND_INSECURE ध्वज को getrandom () सिस्टम कॉल में जोड़ता है (हालांकि Lutomirsky इसे getentropy () के रूप में संदर्भित करता है, जो निश्चित झंडे के साथ getrandom () का उपयोग करके glibc में लागू किया गया है); यह ध्वज कॉल को हमेशा अनुरोधित डेटा की मात्रा वापस करने के लिए मजबूर करता है, लेकिन यह गारंटी दिए बिना कि डेटा यादृच्छिक है। कर्नेल बस सबसे अच्छा यादृच्छिक डेटा देने के लिए अपनी पूरी कोशिश करेगा जो उसके पास एक निश्चित समय पर हो। "संभवतः सबसे अच्छी चीज जो आप कर सकते हैं उसे" INSECURE " (असुरक्षित) कहा जाता है ताकि इसे उन चीजों के लिए उपयोग करने से रोका जा सके जिन्हें सुरक्षा की आवश्यकता है।"

पैच ब्लॉकिंग पूल को भी हटा देते हैं। वर्तमान में, कर्नेल यादृच्छिक डेटा के दो पूलों का समर्थन करता है, जिनमें से एक / देव / यादृच्छिक से मेल खाता है, और दूसरा / देव / urandom, जैसा कि इस 2015 के लेख में वर्णित है। एक अवरुद्ध पूल / देव / यादृच्छिक के लिए एक पूल है; इस डिवाइस के लिए रीडिंग को ब्लॉक किया जाएगा (मतलब इसका नाम) जब तक कि "पर्याप्त" एंट्रोपी सिस्टम से अनुरोध को पूरा करने के लिए एकत्र नहीं किया जाता है। पूल में पर्याप्त एन्ट्रापी नहीं होने पर इस फाइल से आगे की रीडिंग भी ब्लॉक हो जाती हैं।

लॉक पूल को हटाने का मतलब है कि / dev / यादृच्छिक से पढ़ना getrandom () की तरह झंडे के मूल्य के साथ व्यवहार करता है (शून्य में GRND_RANDOM ध्वज को बदल देता है)। क्रिप्टोग्राफ़िक रैंडम नंबर जनरेटर (CRNG) को इनिशियलाइज़ करने के बाद, / dev / random और कॉलिंग गेट्रैंडम (..., 0) से पढ़ना ब्लॉक नहीं होगा और यादृच्छिक डेटा की अनुरोधित राशि को लौटा देगा।

लुतोमिरस्की कहता है: “मेरा मानना ​​है कि लिनक्स ब्लॉकिंग पूल अप्रचलित हो गया है। CRNG लिनक्स आउटपुट उत्पन्न करता है जो कुंजी पीढ़ी के लिए भी उपयोग करने के लिए पर्याप्त अच्छा है। ब्लॉकिंग पूल किसी भी भौतिक अर्थ में मजबूत नहीं है, और इसे बनाए रखने के लिए संदिग्ध मूल्य के बुनियादी ढांचे की बहुत आवश्यकता है। ”

परिवर्तन यह सुनिश्चित करने के उद्देश्य से किए गए थे कि मौजूदा कार्यक्रम वास्तव में पीड़ित न हों, और वास्तव में, ग्नूपीजी कुंजी बनाने जैसी चीजों के लिए लंबे इंतजार के साथ समस्याएं छोटी हो जाएंगी।

“इन श्रृंखलाओं को किसी भी मौजूदा कार्यक्रमों का उल्लंघन नहीं करना चाहिए। / dev / urandom अपरिवर्तित रहता है। / dev / random अभी भी लोड होने के तुरंत बाद ब्लॉक करता है, लेकिन यह पहले से कम ब्लॉक करता है। मौजूदा झंडे के साथ getentropy () एक परिणाम देगा जो पहले की तरह ही उद्देश्य के लिए व्यावहारिक होगा। "

लूटोमिरस्की ने उल्लेख किया कि यह सवाल खुला है कि क्या कोर को तथाकथित "सही यादृच्छिक संख्या" प्रदान करनी चाहिए, जो कुछ हद तक अवरुद्ध कोर द्वारा किया जाना चाहिए था। वह इसके लिए केवल एक कारण देखता है: "राज्य मानकों का अनुपालन।" लुट्टोमर्स्की ने सुझाव दिया कि यदि कर्नेल को यह प्रदान करना चाहिए, तो यह पूरी तरह से अलग इंटरफ़ेस के माध्यम से किया जाना चाहिए या इसे उपयोगकर्ता स्थान पर स्थानांतरित किया जाना चाहिए, जिससे यह असंसाधित घटना पैटर्न को पुनः प्राप्त करने की अनुमति मिल सकती है जो इस तरह के लॉक पूल बनाने के लिए उपयोग किया जा सकता है।

Stephan Müller ने सुझाव दिया कि लिनक्स यादृच्छिक संख्या जनरेटर (LRNG) (संस्करण 26 वर्तमान में जारी किया गया है) के लिए उनका पैच सेट उन अनुप्रयोगों के लिए सही यादृच्छिक संख्या प्रदान करने का एक तरीका हो सकता है जिन्हें इसकी आवश्यकता है। LRNG "पूरी तरह से यादृच्छिक बिट्स" SP800-90B "उत्पन्न करने के लिए उपयोग की जाने वाली एन्ट्रापी के स्रोतों पर सिफारिशों की आवश्यकताओं का अनुपालन करता है, जो इसे राज्य मानकों की समस्या का समाधान बनाता है।
मैथ्यू गैरेट ने "सही यादृच्छिक डेटा" शब्द पर आपत्ति जताई, जो कि चयन करने योग्य उपकरणों, सिद्धांत रूप में, उन्हें सटीक रूप से पर्याप्त रूप से प्रतिरूपित किया जा सकता है ताकि उन्हें अनुमान लगाया जा सके: "हम यहां क्वांटम घटनाओं को नहीं ले रहे हैं।"

मुलर ने उत्तर दिया कि यह शब्द जर्मन मानक एआईएस 31 से आता है ताकि एक यादृच्छिक संख्या जनरेटर का वर्णन किया जा सके जो केवल "उसी गति से परिणाम उत्पन्न करता है जब अंतर्निहित शोर स्रोत एन्ट्रापी पैदा करता है"।

शब्दावली की गलतफहमी के अलावा, एक ताला पूल की उपस्थिति, जैसा कि LRNG पैच द्वारा सुझाया गया है, बस विभिन्न समस्याओं को जन्म देगा, कम से कम यदि यह विशेषाधिकारों के बिना उपलब्ध है।

जैसा कि लुट्टोमिरस्की ने कहा: “इससे समस्या हल नहीं होती। यदि दो अलग-अलग उपयोगकर्ता बेवकूफ प्रोग्राम चलाते हैं जैसे कि gnupg, तो वे बस एक-दूसरे को समाप्त करते हैं। मैं देखता हूं कि वर्तमान में / dev / random के साथ दो मुख्य समस्याएं हैं: यह DoS (यानी, संसाधन में कमी, दुर्भावनापूर्ण प्रभाव, या कुछ इसी तरह) के लिए अतिसंवेदनशील है, और चूंकि इसे उपयोग करने के लिए किसी विशेषाधिकार की आवश्यकता नहीं है, यह भी है दुर्व्यवहार के अधीन। ग्नुपग गलत है, पूर्ण पतन है। यदि हम एक नया अनपेक्षित इंटरफ़ेस जोड़ते हैं जो gnupg और इसी तरह के कार्यक्रमों का उपयोग करेगा, तो हम फिर से खो देंगे। "

मुलर ने नोट किया कि गेट्रेंज़्म () को जोड़ने से अब GnuPG को इस इंटरफ़ेस का उपयोग करने की अनुमति मिलेगी, क्योंकि यह आवश्यक गारंटी प्रदान करेगा कि पूल को इनिशियलाइज़ किया गया है। GnuPG डेवलपर वर्नर कोच के साथ चर्चा के आधार पर, मुलर का मानना ​​है कि वारंटी एकमात्र कारण है जो GnuPG वर्तमान में सीधे / dev / random से पढ़ता है। लेकिन अगर कोई अनपेक्षित इंटरफ़ेस है जो सेवा से वंचित (आज / देव / यादृच्छिक के रूप में) के अधीन है, तो लुटोमिरस्की के अनुसार, इसका कुछ अनुप्रयोगों द्वारा दुरुपयोग किया जाएगा।

लिनक्स रैंडम नंबर सबसिस्टम के डेवलपर थियोडोर यू तक त्सो ने एक अवरुद्ध पूल की आवश्यकता के बारे में अपना विचार बदल दिया है। उन्होंने कहा कि इस पूल को हटाने से प्रभावी रूप से इस विचार से छुटकारा मिल जाएगा कि लिनक्स में एक यादृच्छिक रैंडम नंबर जनरेटर (TRNG) है: "यह बकवास नहीं है, क्योंकि यह ठीक वही है जो * बीएसडी ने हमेशा किया है।"

वह इस बात से भी चिंतित है कि TRNG तंत्र प्रदान करना केवल एप्लिकेशन डेवलपर्स के लिए एक डिकॉय का काम करेगा और यह मानता है कि वास्तव में, लिनक्स द्वारा समर्थित विभिन्न प्रकार के हार्डवेयर को देखते हुए, कर्नेल में TRNG की गारंटी देना संभव नहीं है। यहां तक ​​कि रूट विशेषाधिकारों पर आधारित उपकरणों के साथ काम करने की क्षमता भी समस्या का समाधान नहीं करेगी: "आवेदन डेवलपर्स निर्दिष्ट करते हैं कि उनके आवेदन को सुरक्षा कारणों से रूट के रूप में स्थापित किया जाना चाहिए, क्योंकि यह एकमात्र तरीका है जिससे आप" वास्तव में अच्छा "यादृच्छिक संख्याओं तक पहुंच सकते हैं।"

मुलर ने पूछा कि क्या काओ ने अवरुद्ध पूल को लागू करने से इनकार कर दिया था, जिसे उन्होंने खुद लंबे समय से प्रस्तावित किया था। काओ ने उत्तर दिया कि उसने लुट्टोमार्स्की पैच लेने की योजना बनाई और कर्नेल में एक अवरुद्ध इंटरफ़ेस जोड़ने के लिए सक्रिय रूप से आपत्ति जताई।

“कर्नेल इस बात की कोई गारंटी नहीं दे सकता है कि शोर स्रोत की विशेषता है या नहीं। केवल एक चीज जो GPG या OpenSSL डेवलपर प्राप्त कर सकता है वह अस्पष्ट है कि TRUERANDOM "बेहतर" है, और चूंकि वे अधिक सुरक्षा चाहते हैं, इसलिए वे इसमें कोई संदेह नहीं है कि इसका उपयोग करने का प्रयास करेंगे। कुछ बिंदु पर, यह अवरुद्ध हो जाएगा, और जब कुछ अन्य स्मार्ट उपयोगकर्ता (शायद एक वितरण विशेषज्ञ) इसे init स्क्रिप्ट में सम्मिलित करता है और सिस्टम काम करना बंद कर देता है, तो उपयोगकर्ताओं को केवल लिनुस टॉर्वाल्ड्स से शिकायत करनी होगी। "

काओ भी क्रिप्टोग्राफ़र प्रदान करने की वकालत करते हैं और जिन्हें वास्तव में TRNG की ज़रूरत होती है ताकि वे उपयोगकर्ता स्थान में अपनी एंट्रोपी एकत्र कर सकें ताकि वे इसका उपयोग कर सकें क्योंकि वे फिट दिखते हैं। उनका कहना है कि एन्ट्रॉपी कलेक्शन एक ऐसी प्रक्रिया नहीं है जिसे कर्नेल द्वारा समर्थित सभी प्रकार के हार्डवेयर पर किया जा सकता है, इसके अलावा, कर्नेल स्वयं विभिन्न स्रोतों द्वारा प्रदान की जाने वाली एन्ट्रॉपी की मात्रा का अनुमान नहीं लगा सकता है।

"कर्नेल को अलग-अलग शोर स्रोतों को एक साथ नहीं मिलाया जाना चाहिए, और निश्चित रूप से, यह दावा करने की कोशिश नहीं करनी चाहिए कि यह जानता है कि यह कितनी मात्रा में एन्ट्रापी प्राप्त करता है जब यह बदसूरत उपयोगकर्ता के लिए एक सीपीयू वास्तुकला पर" एंट्रॉपी के कुछ झटकेदार खेल खेलने की कोशिश करता है? "IOT / एंबेडेड केस, जब सबकुछ एक ही मास्टर जनरेटर के साथ सिंक से बाहर हो जाता है, जब रजिस्टर को फिर से चालू या नाम बदलने के लिए कोई सीपीयू निर्देश नहीं होता है,"

“हम उन उपकरणों को प्रदान करने के बारे में बात कर सकते हैं जो इन गणनाओं को बनाने की कोशिश करते हैं, लेकिन ऐसी चीजें प्रत्येक उपयोगकर्ता के उपकरणों पर की जानी चाहिए, जो वितरण किट के अधिकांश उपयोगकर्ताओं के लिए बस अव्यावहारिक है। यदि यह केवल क्रिप्टोग्राफ़र के लिए अभिप्रेत है, तो इसे उनके उपयोगकर्ता स्थान में करने दें। और GPG, OpenSSL, आदि को सरल न करें, ताकि हर कोई कहे: "हम" सच्ची यादृच्छिकता "चाहते हैं और किसी भी चीज़ पर कम सहमत नहीं हैं।" हम इस बारे में बात कर सकते हैं कि हम क्रिप्टोग्राफर्स को इंटरफेस कैसे प्रदान करते हैं ताकि वे प्राथमिक शोर स्रोतों तक पहुंच के माध्यम से आवश्यक जानकारी प्राप्त कर सकें, अलग और नाम, और, संभवतः, किसी तरह शोर स्रोत खुद को एक पुस्तकालय या उपयोगकर्ता अंतरिक्ष अनुप्रयोग में प्रमाणित कर सकते हैं। "

इस बात पर थोड़ी चर्चा हुई कि ऐसा कोई इंटरफ़ेस कैसे दिख सकता है, क्योंकि, उदाहरण के लिए, कुछ घटनाओं के लिए सुरक्षा निहितार्थ हो सकते हैं। काओ ने उल्लेख किया कि कीबोर्ड स्कैन कोड (यानी किस्ट्रोक्स) को एंट्रॉपी संग्रह के हिस्से के रूप में पूल में मिलाया जाता है: "इसे उपयोगकर्ता के स्थान पर स्थानांतरित करना, यहां तक ​​कि एक विशेषाधिकार प्राप्त सिस्टम कॉल के माध्यम से, कम से कम अनुचित होगा।" यह संभव है कि अन्य घटना समय पक्ष चैनलों के माध्यम से सूचना के कुछ प्रकार के रिसाव बना सकते हैं।

इस प्रकार, एक भावना है कि लिनक्स यादृच्छिक नंबर सबसिस्टम की लंबे समय से चली आ रही समस्या एक समाधान के रास्ते पर है। हाल ही में यादृच्छिक संख्या सबसिस्टम में जो परिवर्तन हुए हैं, वास्तव में, इसके उपयोग की प्रक्रिया में केवल DoS समस्याओं का नेतृत्व किया। अब सबसे अच्छे यादृच्छिक नंबर प्राप्त करने के प्रभावी तरीके हैं जो कर्नेल प्रदान कर सकते हैं। यदि टीआरएनजी लिनक्स के लिए अभी भी वांछनीय है, तो इस कमी को भविष्य में संबोधित करने की आवश्यकता होगी, लेकिन सबसे अधिक संभावना है कि यह कर्नेल के अंदर ही नहीं किया जाएगा।

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