RecureRandom安全隨機數類

1. 什么是安全的隨機數？

在安全應用場景，隨機數應該使用安全的隨機數。密碼學意義上的安全隨機數，要求必須保證其不可預測性。

2. 怎么得到安全的隨機數

可以直接使用真隨機數產生器產生的隨機數。或者使用真隨機數產生器產生的隨機數做種子，輸入密碼學安全的偽隨機數產生器產生密碼學安全隨機數。

非物理真隨機數產生器有：

1. Linux操作系統的/dev/random設備接口
2. Windows操作系統的CryptGenRandom接口

密碼學安全的偽隨機數產生器,包括JDK的java.security.SecureRandom等。

本文主要討論SecureRandom。

3. SecureRandom最佳實踐

3.1 基本用法

java.security.SecureRandom基本用法：

byte[] values = new byte[128]; SecureRandom random = new SecureRandom(); random.nextBytes(values);

3.2 關於種子的設置

要保證得到安全的隨機數，需要使用真隨機數產生器產生的隨機數做種子。

可能的不當用法：

 byte[] salt = new byte[128]; SecureRandom secureRandom = new SecureRandom(); secureRandom.setSeed(System.currentTimeMillis()); //使用系統時間作為種子 secureRandom.nextBytes(salt);

此處指定了當前系統時間作為種子，替代系統默認隨機源。如果同一毫秒連續調用，則得到的隨機數則是相同的。

小結：不要自己指定種子。應當使用系統隨機源。

系統默認的隨機源是什么？

這取決於$JAVA_HOME/jre/lib/security/java.security配置中的securerandom.source屬性。例如jdk1.8中該配置為：

securerandom.source=file:/dev/random

使用無參構造函數實例化SecureRandom，在大多數系統中，默認的算法是“nativePRNG”，從/dev/random獲取隨機數。

3.3 熵源不足時阻塞問題

概念回顧：

• "熵值"：即是隨機值的不確定性度量值。
  "熵源"：即是隨機數的來源。
  "熵輸入"：是偽隨機數產生器描述從熵源獲取的bit串，用來產生種子。
  "種子"：即是輸入到偽隨機數產生器用於初始化的bit串。

問題描述
在Linux系統中，/dev/random是系統提供的安全隨機數接口。當通過/dev/random讀取隨機數的速度可以為產品所接受時，可以直接使用/dev/random讀取的隨機數。
有時無法滿足產品對隨機數的使用要求，熵源不足時存在阻塞，會導致得到隨機數的速度太慢。

在讀取時，/dev/random設備會返回小於熵池噪聲總數的隨機字節。/dev/random可生成高隨機性的公鑰或一次性密碼本。若熵池空了，對/dev/random的讀操作將會被阻塞，直到收集到了足夠的環境噪聲為止。

解決方法
提高系統隨機數產生器產生隨機數速度的一種方法：

• 采用haveged守護進程增加系統熵池熵值以提高/dev/random讀取隨機數的速度。

4. 小結

• SecureRandom的使用可以采用無參構造方法實例化，無需手動設置種子。
• 如果出現了熵源不足獲取隨機數阻塞的問題，再進一步優化即可。
• 不是安全場景的隨機數，使用Random就好。

摘抄來源：https://www.cnblogs.com/eaglediao/p/9291339.html