Linux: ამოღებულია lock pool /dev/random

/dev/random, კრიპტოგრაფიულად უსაფრთხო ფსევდო შემთხვევითი რიცხვების გენერატორი (CSPRNG), ცნობილია, რომ აქვს ერთი შემაშფოთებელი პრობლემა: დაბლოკვა. ეს სტატია განმარტავს, თუ როგორ შეგიძლიათ მისი მოგვარება.

ბოლო რამდენიმე თვის განმავლობაში, ბირთვში შემთხვევითი რიცხვების გენერირების საშუალებები ოდნავ გადაკეთდა, მაგრამ ამ ქვესისტემაში პრობლემები მოგვარდა უფრო ფართო მასშტაბით. ვადებში. Ყველაზე ბოლო ცვლილებები გაკეთდა იმისათვის, რომ თავიდან აიცილონ getrandom() სისტემური ზარი დაბლოკილიყო დიდი ხნის განმავლობაში, როდესაც სისტემა ჩაიტვირთება, მაგრამ ამის გამომწვევი მიზეზი იყო შემთხვევითი აუზის დაბლოკვის ქცევა. ბოლო პატჩი ამ აუზს მოხსნიდა და მოსალოდნელია, რომ ის მიემართებოდა მთავარი ბირთვისკენ.

ენდი ლუტომირსკიმ გამოაქვეყნა პაჩის მესამე ვერსია დეკემბრის ბოლოს. ის ხელს უწყობს "ორი ძირითადი სემანტიკური ცვლილება შემთხვევითი Linux API-ებში". პატჩი ამატებს ახალ GRND_INSECURE დროშას getrandom() სისტემურ ზარს (თუმცა ლუტომირსკი მას მოიხსენიებს როგორც getentropy(), რომელიც განხორციელებულია glibc-ში getrandom()-ის გამოყენებით ფიქსირებული დროშებით); ეს დროშა იწვევს ზარს ყოველთვის დააბრუნებს მოთხოვნილი მონაცემების რაოდენობას, მაგრამ გარანტიის გარეშე, რომ მონაცემები შემთხვევითია. ბირთვი უბრალოდ ყველაფერს გააკეთებს იმისათვის, რომ აწარმოოს საუკეთესო შემთხვევითი მონაცემები მოცემულ დროს. "ალბათ საუკეთესო რამ, რაც უნდა გააკეთოთ არის "დაუცველი" დარქმევა (დაუცველი) ამ API-ს გამოყენების თავიდან ასაცილებლად, რაც უსაფრთხოებას საჭიროებს."

პატჩები ასევე აშორებენ ბლოკირების აუზს. ბირთვი ამჟამად ინახავს ორი შემთხვევითი მონაცემთა კრებულს, ერთი შეესაბამება /dev/random და მეორე /dev/urandom, როგორც ეს აღწერილია ამ მუხლი 2015 წელი. ბლოკირების აუზი არის აუზი /dev/random-ისთვის; კითხულობს, რომ მოწყობილობა დაბლოკავს (იგულისხმება მის სახელს) მანამ, სანამ სისტემიდან არ შეგროვდება "საკმარისი" ენტროპია მოთხოვნის დასაკმაყოფილებლად. ამ ფაილიდან შემდგომი წაკითხვები ასევე დაბლოკილია, თუ აუზში არ არის საკმარისი ენტროპია.

დაბლოკვის აუზის ამოღება ნიშნავს, რომ კითხვა /dev/random-დან იქცევა ისე, როგორც getrandom() დროშებით დაყენებული ნულზე (და აქცევს GRND_RANDOM დროშას noop-ად). კრიპტოგრაფიული შემთხვევითი რიცხვების გენერატორის (CRNG) ინიციალიზაციის შემდეგ, წაკითხვა /dev/random-დან და ზარები getrandom(...,0) არ დაიბლოკება და დააბრუნებს შემთხვევითი მონაცემების მოთხოვნილ რაოდენობას.

ლუტომირსკი ამბობს: ”მე მჯერა, რომ Linux-ის ბლოკირების აუზი მოძველდა. CRNG Linux აწარმოებს გამომავალს, რომელიც საკმარისად კარგია გასაღების გენერირებისთვისაც კი გამოსაყენებლად. ბლოკირების აუზი არ არის უფრო ძლიერი რაიმე მატერიალური გაგებით და მის მხარდასაჭერად მოითხოვს საეჭვო ღირებულების უამრავ ინფრასტრუქტურას. ”

ცვლილებები განხორციელდა იმ მიზნით, რომ უზრუნველვყოთ, რომ არსებულ პროგრამებს ნამდვილად არ შეეხოს გავლენა და, ფაქტობრივად, ნაკლები პრობლემები შეექმნას ხანგრძლივ ლოდინს ისეთ რამეებზე, როგორიცაა GnuPG გასაღების გენერაცია.

„ამ ეპიზოდებმა არ უნდა დაარღვიოს არსებული პროგრამები. /dev/urandom უცვლელი რჩება. /dev/random კვლავ იბლოკება ჩატვირთვისთანავე, მაგრამ ის უფრო ნაკლებს ბლოკავს, ვიდრე ადრე. getentropy() არსებული დროშებით დააბრუნებს შედეგს, რომელიც ისეთივე შესაფერისია პრაქტიკული მიზნებისთვის, როგორც ადრე."

ლუტომირსკიმ აღნიშნა, რომ ჯერ კიდევ ღია საკითხია, უნდა მიაწოდოს თუ არა ბირთვს ეგრეთ წოდებული „ნამდვილი შემთხვევითი რიცხვები“, რაც გარკვეულწილად უნდა გააკეთოს ბლოკირების ბირთვმა. ის ამის მხოლოდ ერთ მიზეზს ხედავს: „სახელმწიფო სტანდარტების დაცვას“. ლუტომირსკიმ შესთავაზა, რომ თუ ბირთვი ამას უზრუნველყოფდა, ეს უნდა გაკეთდეს სრულიად განსხვავებული ინტერფეისით, ან გადატანილიყო მომხმარებლის სივრცეში, რაც მომხმარებელს საშუალებას მისცემს მოიპოვოს ნედლეული მოვლენის ნიმუშები, რომლებიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ასეთი დაბლოკვის აუზის შესაქმნელად.

სტეფან მიულერმა შესთავაზა, რომ მისი ნაკრები პატჩები Linux-ისთვის შემთხვევითი რიცხვების გენერატორისთვის (LRNG) (ამჟამად გამოშვებულია 26-ე ვერსია) შეიძლება იყოს ჭეშმარიტი შემთხვევითი რიცხვების მიწოდების საშუალება აპლიკაციებისთვის, რომლებსაც ეს სჭირდებათ. LRNG „სრულიად შეესაბამება SP800-90B სახელმძღვანელო მითითებებს ენტროპიის წყაროების შესახებ, რომლებიც გამოიყენება შემთხვევითი ბიტების შესაქმნელად“, რაც მას გადაწყვეტს სამთავრობო სტანდარტების პრობლემას.
მეთიუ გარეტი აპროტესტებდა ტერმინს „ნამდვილი შემთხვევითი მონაცემები“ და აღნიშნა, რომ აღებული მოწყობილობების მოდელირება შეიძლება, პრინციპში, იმისთვის, რომ მათი პროგნოზირებადი იყოს: „ჩვენ აქ არ ვიღებთ კვანტურ მოვლენებს“.

მიულერმა უპასუხა, რომ ტერმინი მომდინარეობს გერმანული სტანდარტიდან AIS 31 შემთხვევითი რიცხვების გენერატორის აღსაწერად, რომელიც მხოლოდ შედეგს გამოიმუშავებს „იმავე სიჩქარით, როგორც ხმაურის ძირითადი წყარო წარმოქმნის ენტროპიას“.

ტერმინოლოგიური განსხვავებების გარდა, დაბლოკვის აუზის არსებობა, როგორც ამას LRNG პატჩები გვთავაზობს, უბრალოდ გამოიწვევს სხვადასხვა პრობლემებს, ყოველ შემთხვევაში, თუ მასზე წვდომა ხდება პრივილეგიების გარეშე.

როგორც ლუტომირსკიმ თქვა: „ეს პრობლემას არ წყვეტს. თუ ორი განსხვავებული მომხმარებელი აწარმოებს სულელურ პროგრამებს, როგორიც არის gnupg, ისინი უბრალოდ ამცირებენ ერთმანეთს. მე ვხედავ, რომ ამჟამად ორი ძირითადი პრობლემაა /dev/random-თან: ის მიდრეკილია DoS-ისკენ (ანუ რესურსების ამოწურვა, მავნე ზეგავლენა ან მსგავსი რამ), და რადგან მისი გამოყენებისთვის არანაირი პრივილეგია არ არის საჭირო, ის ასევე მიდრეკილია ბოროტად გამოყენებისკენ. Gnupg არასწორია, ეს არის სრული კოლაფსი. თუ დავამატებთ ახალ არაპრივილეგირებულ ინტერფეისს, რომელსაც გამოიყენებს gnupg და მსგავსი პროგრამები, ჩვენ ისევ დავკარგავთ."

მიულერმა აღნიშნა, რომ getrandom()-ის დამატება ახლა GnuPG-ს საშუალებას მისცემს გამოიყენოს ეს ინტერფეისი, რადგან ის უზრუნველყოფს აუცილებელ გარანტიას, რომ აუზი დაწყებულია. GnuPG დეველოპერ ვერნერ კოხთან დისკუსიებზე დაყრდნობით, მიულერი თვლის, რომ გარანტია არის ერთადერთი მიზეზი, რის გამოც GnuPG ამჟამად კითხულობს პირდაპირ /dev/random-დან. მაგრამ თუ არის არაპრივილეგირებული ინტერფეისი, რომელიც მგრძნობიარეა სერვისის უარყოფისთვის (როგორც დღეს /dev/random), ლუტომირსკი ამტკიცებს, რომ მას არასწორად გამოიყენებენ ზოგიერთი აპლიკაცია.

Theodore Yue Tak Ts'o, Linux-ის შემთხვევითი რიცხვების ქვესისტემის შემქმნელი, როგორც ჩანს, შეიცვალა აზრი დაბლოკვის აუზის საჭიროების შესახებ. მან თქვა, რომ ამ აუზის ამოღება ეფექტურად გაათავისუფლებს იმ აზრს, რომ Linux-ს აქვს ნამდვილი შემთხვევითი რიცხვების გენერატორი (TRNG): "ეს არ არის სისულელე, რადგან ეს არის ზუსტად ის, რასაც *BSD ყოველთვის აკეთებდა."

ის ასევე შეშფოთებულია, რომ TRNG მექანიზმის უზრუნველყოფა უბრალოდ სატყუარას გამოდგება აპლიკაციის შემქმნელებისთვის და თვლის, რომ სინამდვილეში, Linux-ის მიერ მხარდაჭერილი სხვადასხვა ტიპის ტექნიკის გათვალისწინებით, შეუძლებელია TRNG-ის გარანტია ბირთვში. აღჭურვილობით მხოლოდ root პრივილეგიებით მუშაობის უნარიც კი არ გადაჭრის პრობლემას: "აპლიკაციის დეველოპერები აკონკრეტებენ, რომ მათი აპლიკაცია დაინსტალირდეს როგორც root უსაფრთხოების მიზნებისთვის, ასე რომ მხოლოდ ამ გზით შეძლებთ წვდომას "ნამდვილად კარგ" შემთხვევით ნომრებზე."

მიულერმა იკითხა, მიატოვა თუ არა კაომ ბლოკირების აუზის განხორციელება, რომელსაც თავად დიდი ხანია შესთავაზა. კაომ უპასუხა, რომ აპირებს ლუტომირსკის პატჩების აღებას და აქტიურად ეწინააღმდეგება ბირთვში ბლოკირების ინტერფეისის დამატებას.

„ბირთვი ვერ იძლევა გარანტიას იმის თაობაზე, სწორად არის თუ არა დახასიათებული ხმაურის წყარო. ერთადერთი, რისი მიღებაც GPG ან OpenSSL დეველოპერს შეუძლია, არის ბუნდოვანი განცდა, რომ TRUERANDOM არის „უკეთესი“ და რადგან მათ მეტი უსაფრთხოება სურთ, უდავოდ შეეცდებიან მის გამოყენებას. რაღაც მომენტში ის დაიბლოკება და როდესაც სხვა ჭკვიანი მომხმარებელი (შესაძლოა, განაწილების სპეციალისტი) ჩასვამს მას საწყის სკრიპტში და სისტემები შეწყვეტენ მუშაობას, მომხმარებლებს მხოლოდ თავად ლინუს ტორვალდს მოუწევთ ჩივილი.

Cao ასევე მხარს უჭერს კრიპტოგრაფებს და მათ, ვისაც რეალურად სჭირდება TRNG, საშუალება მისცეს მომხმარებლის სივრცეში საკუთარი ენტროპიის გამოყენებას, როგორც მათ თვლიან. ის ამბობს, რომ ენტროპიის შეგროვება არ არის პროცესი, რომელიც შეიძლება შესრულდეს ბირთვის მიერ მის მხარდაჭერილ ყველა სხვადასხვა მოწყობილობაზე, და არც ბირთვს შეუძლია შეაფასოს სხვადასხვა წყაროს მიერ მოწოდებული ენტროპიის რაოდენობა.

ბირთვი არ უნდა აურიოს სხვადასხვა ხმაურის წყაროები ერთმანეთში და, რა თქმა უნდა, არ უნდა ცდილობდეს იმის მტკიცებას, რომ იცოდეს რამდენ ბიტს ენტროპია იღებს, როდესაც ცდილობს რაიმე სახის „მოტრიალებული ენტროპიის თამაშის“ თამაშს აღმაშფოთებლად მარტივ CPU-ზე. არქიტექტურა სამომხმარებლო მომხმარებლებისთვის. IOT/ჩაშენებული შემთხვევები, როდესაც ყველაფერი არ არის სინქრონიზებული ერთ მთავარ ოსცილატორთან, სადაც არ არის CPU ინსტრუქცია რეესტრის ხელახალი შეკვეთის ან გადარქმევის შესახებ და ა.შ.

„შეგიძლიათ ისაუბროთ ინსტრუმენტების მიწოდებაზე, რომლებიც ცდილობენ ამ გამოთვლების გაკეთებას, მაგრამ ასეთი რამ უნდა გაკეთდეს თითოეული მომხმარებლის აპარატურაზე, რაც უბრალოდ არ არის პრაქტიკული განაწილების მომხმარებლების უმეტესობისთვის. თუ ეს განკუთვნილია მხოლოდ კრიპტოგრაფებისთვის, ნება მიეცით ეს გაკეთდეს მათი მომხმარებლის სივრცეში. და ნუ გავამარტივებთ GPG-ს, OpenSSL-ს და ა.შ., რომ ყველამ თქვას "ჩვენ გვინდა "ნამდვილი შემთხვევითობა" და არ დავკმაყოფილდეთ ნაკლები". ჩვენ შეგვიძლია ვისაუბროთ იმაზე, თუ როგორ ვუზრუნველვყოფთ ინტერფეისებს კრიპტოგრაფებს, რათა მათ მიიღონ საჭირო ინფორმაცია პირველადი ხმაურის წყაროებზე წვდომით, გამოყოფილი და დასახელებული, და შესაძლოა როგორმე ხმაურის წყარომ შეძლოს საკუთარი თავის ავთენტიფიკაცია ბიბლიოთეკაში ან მომხმარებლის სივრცის აპლიკაციაში.

იყო გარკვეული დისკუსია იმის შესახებ, თუ როგორი შეიძლება გამოიყურებოდეს ასეთი ინტერფეისი, რადგან, მაგალითად, შეიძლება არსებობდეს უსაფრთხოების გავლენა ზოგიერთ მოვლენაზე. კაომ აღნიშნა, რომ კლავიატურის სკანირების კოდები (ანუ კლავიშების დარტყმა) შერეულია აუზში, როგორც ენტროპიის კოლექციის ნაწილი: „ამის შემოტანა მომხმარებლის სივრცეში, თუნდაც პრივილეგირებული სისტემური ზარის საშუალებით, რბილად რომ ვთქვათ, არაგონივრული იქნება“. სავსებით შესაძლებელია, რომ სხვა მოვლენის დრომ შეიძლება გამოიწვიოს ინფორმაციის გაჟონვა გვერდითი არხებით.

ასე რომ, როგორც ჩანს, Linux-ის შემთხვევითი რიცხვების ქვესისტემის დიდი ხნის პრობლემა გადაჭრის გზაზეა. ცვლილებები, რომლებიც განიცადა შემთხვევითი რიცხვების ქვესისტემამ, ფაქტობრივად, მხოლოდ DoS-ის საკითხებში გამოიწვია მისი გამოყენებისას. ახლა არის ეფექტური გზები, რომ მიიღოთ საუკეთესო შემთხვევითი რიცხვები, რომლებსაც ბირთვი შეუძლია. თუ TRNG მაინც სასურველია Linux-ზე, მაშინ ეს ხარვეზი მომავალში უნდა გამოსწორდეს, მაგრამ დიდი ალბათობით ეს არ გაკეთდება თავად ბირთვში.

რამდენიმე რეკლამა 🙂

გმადლობთ, რომ დარჩით ჩვენთან. მოგწონთ ჩვენი სტატიები? გსურთ ნახოთ უფრო საინტერესო შინაარსი? მხარი დაგვიჭირეთ შეკვეთის განთავსებით ან მეგობრებისთვის რეკომენდაციით, ღრუბელი VPS დეველოპერებისთვის 4.99 დოლარიდან, საწყისი დონის სერვერების უნიკალური ანალოგი, რომელიც ჩვენ მიერ გამოგონილია თქვენთვის: მთელი სიმართლე VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 Cores) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps 19$-დან ან როგორ გავაზიარო სერვერი? (ხელმისაწვდომია RAID1 და RAID10-ით, 24 ბირთვამდე და 40 გბ-მდე DDR4).

Dell R730xd 2-ჯერ იაფია Equinix Tier IV მონაცემთა ცენტრში ამსტერდამში? Მხოლოდ აქ 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 ტელევიზორი $199-დან ნიდერლანდებში! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - $99-დან! Წაიკითხო რაღაცის შესახებ როგორ ავაშენოთ ინფრასტრუქტურის კორპუსი. კლასი Dell R730xd E5-2650 v4 სერვერების გამოყენებით 9000 ევროს ღირებულების პენი?

წყარო: www.habr.com