linux random不阻塞

基础概念

在Linux系统中，random设备文件（通常位于/dev/random）用于生成高质量的随机数。这些随机数是通过收集系统中的熵（如键盘输入、鼠标移动等）来生成的。由于熵的收集是随机的，/dev/random可能会在熵池耗尽时阻塞，直到收集到足够的熵为止。

相关优势

1. 高质量随机数：/dev/random生成的随机数具有很高的随机性和不可预测性，适用于加密和安全相关的应用。
2. 安全性：由于其依赖于系统的熵，/dev/random在生成随机数时更加安全，不容易被预测或破解。

类型与应用场景

• 阻塞模式：/dev/random在熵池耗尽时会阻塞，直到收集到足够的熵。适用于对随机数质量要求极高的场景，如加密密钥生成。
• 非阻塞模式：/dev/urandom（unpredictable random number generator）是一个非阻塞的随机数生成器，即使在熵池耗尽时也不会阻塞。适用于对实时性要求较高的场景，如实时模拟、游戏等。

遇到的问题及原因

问题：/dev/random在某些情况下可能会阻塞，影响程序的执行效率。

原因：当系统的熵池耗尽时，/dev/random会等待新的熵输入，导致阻塞。这在高负载或低熵环境下尤为明显。

解决方法

1. 使用/dev/urandom：
   • /dev/urandom是一个非阻塞的随机数生成器，即使在熵池耗尽时也不会阻塞。
   • 示例代码：
   • 示例代码：

• 增加系统熵：
  • 可以通过安装haveged或rng-tools等服务来增加系统的熵。
  • 安装haveged：
  • 安装haveged：
• 使用硬件随机数生成器：
  • 如果系统支持硬件随机数生成器（如Intel的RDRAND指令），可以利用这些硬件特性来提高随机数的生成效率。
  • 示例代码（C语言）：
  • 示例代码（C语言）：

通过以上方法，可以有效解决`/dev/random`阻塞的问题，同时保证随机数的质量和安全性。