randomSeed(analogRead(x))255 개의 시퀀스 만 생성하므로 모든 콤보를 시도하고 출력 스트림에 커플 링 할 수있는 오라클을 생성하여 모든 출력을 100 % 예측할 수 있습니다. 당신은 올바른 길을 가고 있지만, 그것은 숫자 게임 일뿐이며, 더 많은 것들이 필요합니다. 예를 들어, 4 개의 ADC에서 100 개의 아날로그 판독 값을 가져 와서 모두 합산하면 randomSeed훨씬 더 좋습니다. 최대 보안을 위해서는 예측할 수없는 입력과 비 결정적 혼합이 모두 필요합니다.
나는 암호 전문가가 아니지만 하드웨어 및 소프트웨어 무작위 생성기를 연구하고 구축하는 데 수천 시간을 보냈으므로 내가 배운 것들을 공유하겠습니다.
예측할 수없는 입력 :
- analogRead () (플로팅 핀)
- GetTemp ()
잠재적으로 예측할 수없는 입력 :
- micros () (비 결정적 샘플 기간 포함)
- 클록 지터 (저 대역폭이지만 사용 가능)
- readVCC () (배터리로 작동하지 않는 경우)
외부 예측 불가능한 입력 :
- 온도, 습도 및 압력 센서
- 마이크
- LDR 전압 분배기
- 역 바이어스 트랜지스터 잡음
- 나침반 / 가속 지터
- esp8266 wifi 핫스팟 스캔 (ssid, db 등)
- esp8266 타이밍
- esp8266 HWRNG-
RANDOM_REG32매우 빠르고 예측 불가능한 원 스톱
수집
당신이하고 싶은 마지막 일은 엔트로피를 뱉어내는 것입니다. 동 전통보다 동전 뒤집기를 추측하는 것이 더 쉽습니다. 합산이 좋다. unsigned long bank;나중에 bank+= thisSample;좋다 롤오버됩니다. bank[32]더 좋습니다, 계속 읽으십시오. 각 출력 청크에 대해 적어도 8 개의 입력 샘플을 수집하려고합니다.
중독으로부터 보호
보드를 가열하면 특정 최대 클록 지터가 발생하면 이는 공격 벡터입니다. analogRead () 입력을 향한 블라스팅 RFI와 동일합니다. 또 다른 일반적인 공격은 단순히 장치의 플러그를 뽑아서 축적 된 엔트로피를 모두 덤프합니다. 속도가 빠르더라도 안전하다는 것을 알기 전까지는 숫자를 출력하지 마십시오.
이것이 EEPROM, SD 등을 사용하여 장기적으로 엔트로피를 유지하려는 이유입니다. 32 개의 뱅크를 사용 하는 Fortuna PRNG를 살펴보십시오. 각 뱅크는 이전 뱅크보다 절반 씩 자주 업데이트됩니다. 따라서 합리적인 시간 내에 32 개 은행을 모두 공격하기가 어렵습니다.
처리
"엔트로피"를 수집 한 후에는이를 정리하고 입력과 반대 방향으로 이혼해야합니다. SHA / 1 / 256이 좋습니다. 일반 텍스트 취약점이 없으므로 SHA1 (또는 실제로 MD5)을 속도로 사용할 수 있습니다. 수확, 항상 더 엔트로피 은행 변경 주어지지 동일한 출력을 방지하기 위해 매번 다르다 출력에 "소금"을 추가 항상 전체 entopy 뱅크를 사용하지, 결코 : output = sha1( String(micros()) + String(bank[0]) + [...] );약한 씨에 대한 보호, 샤 기능을 모두 은폐 입력 및 백화 출력, 낮은 누적 엔트 및 기타 일반적인 문제.
타이머 입력을 사용하려면 비 결정적이어야합니다. 이것은 다음과 같이 간단합니다 delayMicroseconds(lastSample % 255). 예측할 수없는 시간을 일시 정지하여 "성공적인"클럭 읽기의 차이를 불균일하게 만듭니다. if(analogRead(A1)>200){...}A1이 잡음이 있거나 동적 입력에 연결되어 있다면 ,처럼 반 정기적으로 수행하십시오 . 플로우의 각 포크를 판별하기 어렵게하면 디 컴파일 / 리핑 된 출력에서 암호화 분석을 방지 할 수 있습니다.
실제 보안은 공격자가 전체 시스템을 알고 여전히이를 극복 할 수없는 경우입니다.
마지막으로 작업을 확인하십시오. ENT.EXE (nix / mac에서도 사용 가능)를 통해 출력을 실행하고 좋은지 확인하십시오. 가장 중요한 것은 카이 제곱 분포이며 보통 33 %에서 66 % 사이 여야합니다. 1.43 % 또는 99.999 % 또는 이와 같이 초초 한 테스트를 두 번 이상 받으면 랜덤이 불량입니다. 또한 엔트로피 ENT 보고서는 가능한 한 바이트 당 8 비트에 가깝게> 7.9를 원합니다.
TLDR : 가장 간단한 방법은 ESP8266의 HWRNG입니다. 빠르고 균일하며 예측할 수 없습니다. Ardunio 코어를 실행하는 ESP8266에서 다음과 같이 실행하고 직렬을 사용하여 AVR과 대화하십시오.
// ESP8266 Arduino core code:
void setup(){
Serial.begin(9600); // or whatever
}
void loop() {
// Serial.write((char)(RANDOM_REG32 % 256)); // "bin"
Serial.print( String(RANDOM_REG32, HEX).substring(1)); // "hex"
}
** 편집하다
여기에 콜렉터가 아닌 직렬 포트에서 전체 CSPRNG가 작동하면서 잠시 동안 쓴 베어 보드 HWRNG 스케치가 있습니다. 프로 미니 용으로 제작되었지만 다른 보드에 쉽게 적용 할 수 있어야합니다. 플로팅 아날로그 핀만 사용할 수는 있지만 선호하는 다른 항목을 추가하는 것이 좋습니다. 마이크, LDR, 서미스터 (실내 온도가 최대로 퍼짐) 및 긴 전선처럼. 적당한 소음이 있으면 ENT에서 꽤 잘 수행됩니다.
이 스케치에는 대답과 후속 의견에서 언급 한 몇 가지 개념이 통합되어 있습니다. 그것은 "역동적 인 모든 것을 짐작하고"암호 프리미티브를 사용하여 혼합하는 것을 선호하여 엔트로피 품질 추정을 잊어 버렸습니다.
// AVR (ardunio) HWRNG by dandavis. released to public domain by author.
#include <Hash.h>
unsigned long read[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
const int pincount = 9; // adjust down for non pro-mini boards
int pins[9] = {A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A0}; // adjust for board, name analog inputs to be sampled
unsigned int ticks = 0;
String buff = ""; // holds one round of derivation tokens to be hashed.
String cache; // the last read hash
void harvest() { // String() slows down the processing, making micros() calls harder to recreate
unsigned long tot = 0; // the total of all analog reads
buff = String(random(2147483647)) + String(millis() % 999);
int seed = random(256) + (micros() % 32);
int offset = random(2147483647) % 256;
for (int i = 0; i < 8; i++) {
buff += String( seed + read[i] + i + (ticks % 65), HEX );
buff += String(random(2147483647), HEX);
tot += read[i];
}//next i
buff += String( (micros() + ticks + offset) % 99999, HEX);
if (random(10) < 3) randomSeed(tot + random(2147483647) + micros());
buff = sha1( String(random(2147483647)) + buff + (micros()%64) + cache); // used hash to uniform output and waste time
Serial.print( buff ); // output the hash
cache = buff;
spin();
}//end harvest()
void spin() { // add entropy and mix
ticks++;
int sample = 128;
for (int i = 0; i < 8; i++) { // update ~6/8 banks 8 times
read[ read[i] % 8] += (micros() % 128);
sample = analogRead( pins[i] ); // a read from each analog pin
read[ micros() % 8] += ( read[i] % 64 ); // mix timing and 6LSBs from read
read[i] += sample; // mix whole raw sample
read[(i + 1) % 8] += random(2147483647) % 1024; // mix prng
read[ticks % 8] += sample % 16; // mix the best nibble of the read
read[sample % 8] += read[ticks % 8] % 2147483647; // intra-mix banks
}
}//end spin()
void setup() {
Serial.begin(9600);
delay(222);
int mx = 2028 + ((analogRead(A0) + analogRead(A1) + analogRead(A2) + analogRead(A3)) % 256);
while (ticks < mx) {
spin();
delay(1);
randomSeed(read[2] + read[1] + read[0] + micros() + random(4096) + ticks);
}// wend
}// end setup()
void loop() {
spin();
delayMicroseconds((read[ micros() % 8] % 2048) + 333 );
delay(random(10));
//if (millis() < 500) return;
if ((ticks % 16) == (millis() % 16) ) harvest();
}// end loop()
