Linux 系统中的 /dev/random 和 /dev/urandom 设备347

在 Linux 系统中，/dev/random 和 /dev/urandom 是两个特殊设备文件，用于生成伪随机数。了解这两个设备之间的差异对于编写安全代码和理解 Linux 系统如何生成随机数至关重要。

/dev/random

/dev/random 是一个阻塞设备，这意味着它不会返回任何数据，直到收集到足够的熵才能生成真正随机数。熵是系统中随机性的度量，它可以通过各种来源收集，例如键盘输入、鼠标移动和网络流量。当 /dev/random 中的熵耗尽时，它将阻止进一步读取，直到收集到更多熵为止。

/dev/urandom

/dev/urandom 是一个非阻塞设备，这意味着它始终会返回数据，即使熵耗尽。为了确保伪随机数仍然足够安全，/dev/urandom 使用了称为 CSPRNG（加密安全伪随机数生成器）的算法。CSPRNG 使用一个确定性的伪随机数生成器，该生成器由一个秘密种子初始化。即使熵耗尽，该种子也会产生看起来随机的数据。

何时使用 /dev/random 和 /dev/urandom

通常情况下，应该使用 /dev/urandom 而不是 /dev/random。/dev/urandom 提供了足够的安全性，并且不会阻止进程等待熵收集。但是，对于某些高度敏感的应用程序，例如密钥生成和密码学，可能需要使用 /dev/random 以获得最大的安全性。

读取 /dev/random 和 /dev/urandom

可以通过以下方法读取 /dev/random 和 /dev/urandom：
使用 open() 系统调用打开设备
使用 read() 系统调用从设备读取数据
使用 C 库函数如 rand()、random() 和 getrandom()

示例

下面的 C 代码示例演示了如何使用 /dev/random 和 /dev/urandom 生成随机数：```c
#include
#include
#include
int main() {
int random_number;
// 从 /dev/random 读取随机数
FILE *random_file = fopen("/dev/random", "r");
fread(&random_number, sizeof(int), 1, random_file);
fclose(random_file);
// 从 /dev/urandom 读取随机数
FILE *urandom_file = fopen("/dev/urandom", "r");
fread(&random_number, sizeof(int), 1, urandom_file);
fclose(urandom_file);
// 打印随机数
printf("随机数从 /dev/random：%d", random_number);
printf("随机数从 /dev/urandom：%d", random_number);
return 0;
}
```

2025-01-20

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