4. 熵采集
熵采集函数为RAND_poll,它在不同操作系统下使用不同的熵源产生方式,Windows下的代码见.\crypto\rand\rand_win.c。
此外,不同的OpenSSL版本中其熵采集方式也有较大出入。
OpenSSL版本 |
熵采集 |
v0.9.8a |
使用了大量的各种信息,详情见本章后续部分。 |
v1.1.0 |
依赖于Windows提供的随机数,不再去采集各种信息。 |
FIPS版本 |
使用者自行提供熵,以回调函数方式设置,内部不提供熵。 |
4.1 RAND_poll在Windows下采集熵
作做熵源的信息包括下列信息。
函 数: int RAND_poll(void)
功能描述: 采集各种熵源添加到内部状态
说 明: 此为Windows版本
注 意: -
参数说明: 无
返 回 值: 无
执行步骤:下面主要说明添加的各种信息
信息1:NetStatisticsGet,45字节熵;netstatget,17字节熵;
NetStatisticsGet() is a Unicode only function, STAT_WORKSTATION_0 contains 45 fields and STAT_SERVER_0 contains 17 fields.
NetStatisticsGet(NULL, L"LanmanWorkstation", 0, 0, &outbuf);
RAND_add(outbuf, sizeof(STAT_WORKSTATION_0), 45);
netstatget(NULL, L"LanmanServer", 0, 0, &outbuf);
RAND_add(outbuf, sizeof(STAT_SERVER_0), 17);
信息2:Windows API 提供的随机数,熵值为sizeof(buf)字节
- 2.a如果BCryptGenRandom api存在,则执行,
BCryptGenRandom(NULL, buf, sizeof(buf), flag)
RAND_add(buf, sizeof(buf), sizeof(buf));
这里flag = BCRYPT_USE_SYSTEM_PREFERRED_RNG
- 2.b否则,即BCryptGenRandom api不存在,则执行
- 2.b.1 windows的CryptGenRandom,熵值为0字节
CryptAcquireContextW(&hProvider, NULL, NULL, PROV_RSA_FULL, CRYPT_VERIFYCONTEXT))
CryptGenRandom(hProvider, sizeof(buf), buf);
RAND_add(buf, sizeof(buf), 0);
-
- 2.b.2 intel的CryptGenRandom,熵值为sizeof(buf)字节
CryptAcquireContextW(&hProvider, 0, INTEL_DEF_PROV, PROV_INTEL_SEC, 0))
CryptGenRandom(hProvider, sizeof(buf), buf);
RAND_add(buf, sizeof(buf), sizeof(buf));
信息3:windows句柄,熵值为0字节
HWND h = GetForegroundWindow();
RAND_add(&h, sizeof(h), 0);
信息4:鼠标位置,熵值2字节
GetCursorInfo(&ci);
RAND_add(&ci, sizeof(CURSORINFO), 2);
信息5:GetQueueStatus状态,熵值1字节
w = GetQueueStatus(QS_ALLEVENTS);
RAND_add(&w, sizeof(w), 1);
信息6:堆信息与遍历,熵值多字节
HEAPLIST32 contains 3 fields that will change with each entry, Consider each field a source of 1 byte of entropy.
HEAPENTRY32 contains 5 fields that will change with each entry, Consider each field a source of 1 byte of entropy.
handle = CreateToolhelp32Snapshot(TH32CS_SNAPALL,0);
hlist.dwSize = sizeof(HEAPLIST32);
if (good) stoptime = GetTickCount() + MAXDELAY;(为避免时间过长,设置了一个时间阈值)
if (Heap32ListFirst (handle, &hlist)){
do{
RAND_add(&hlist, hlist.dwSize, 3);
hentry.dwSize = sizeof(HEAPENTRY32);
if (Heap32First(&hentry, hlist.th32ProcessID, hlist.th32HeapID)){
int entrycnt = 80;
do{
RAND_add(&hentry, hentry.dwSize, 5);
}while (heap_next(&hentry) && --entrycnt > 0);
}//end if
} while (Heap32ListNext(handle, &hlist) && GetTickCount() < stoptime);
}//end if
信息7:进程信息遍历,熵值9字节/进程
PROCESSENTRY32 contains 9 fields that will change with each entry. Consider each field a source of 1 byte of entropy.
p.dwSize = sizeof(PROCESSENTRY32);
if (good) stoptime = GetTickCount() + MAXDELAY;(为避免时间过长,设置了一个时间阈值)
if (Process32First(handle, &p)){
do
{
RAND_add(&p, p.dwSize, 9);
}while (Process32Next(handle, &p) && GetTickCount() < stoptime);
}//end if
信息8:线程信息遍历,熵值6字节/线程
THREADENTRY32 contains 6 fields that will change with each entry. Consider each field a source of 1 byte of entropy.
t.dwSize = sizeof(THREADENTRY32);
if (good) stoptime = GetTickCount() + MAXDELAY;
if (Thread32First(handle, &t)){
do{
RAND_add(&t, t.dwSize, 6);
}while (Thread32Next(handle, &t) && GetTickCount() < stoptime);
}//end if
信息9:模块遍历,熵值9字节/模块
MODULEENTRY32 contains 9 fields that will change with each entry. Consider each field a source of 1 byte of entropy.
m.dwSize = sizeof(MODULEENTRY32);
if (good) stoptime = GetTickCount() + MAXDELAY;
if (Module32First(handle, &m)){
do
{
RAND_add(&m, m.dwSize, 9);
}while (Module32Next(handle, &m) && (GetTickCount() < stoptime));
}//end if
信息10:时间信息,熵值1字节
调用readtimer()获取时间信息加入RAND_add,1.1.0版也在用。
1. 优先调用 RDTSC,并增加RAND_add(,,1),即熵加1。
2. 上述步骤不可用则调用QueryPerformanceCounter,并增加RAND_add(,,0),即熵加0。
3. 上述步骤不可用则调用GetTickCount,并增加RAND_add(,,0),即熵加0。
信息11:内存状态信息,熵值1字节
GlobalMemoryStatus Function Retrieves information about the system's current usage of both physical and virtual memory.
GlobalMemoryStatus(&m); /*1.1.0版在用*/
RAND_add(&m, sizeof(m), 1);
信息12:进程ID,熵值1字节
w = GetCurrentProcessId();/*1.1.0版在用*/
RAND_add(&w, sizeof(w), 1);
4.2 RAND_poll在unix下采集熵
函数:int RAND_poll(void)
使用系统提供的随机数作为熵源
此外还如下信息
RAND_add (PID,,0);
RAND_add (UID,,0);
RAND_add (time,,0);