嵌入式系统中的密码伪随机数发生器？

Question

我正在研究STM32L152xx,它具有执行AES128(CBC)加密的外设.但是,要初始化随机IV,我正在寻找一个好的方案来创建加密安全的随机数序列.我现在使用简单的LCRG(线性同余发生器)作为占位器,但这很弱.

我不熟悉在嵌入式平台上实现加密,所以我想知道生成加密PRNG的常见做法是什么？或者选择密钥和IV的好策略是什么？

StackOverflow上用于加密PRNG的大多数答案都指的是此平台上不可用的第三方库.但是,如果值得尝试,我可以尝试移植它.链接和指向资源也很有帮助!

我可以访问系统时钟和加速度计.我正在运行FreeRTOS.谢谢!

Answer 1

您可能需要更好地定义"Cryptographically Secure"或您的应用程序.如果这是用于手机上的游戏,您可以使用加速度计作为随机源.如果您尝试签署x.509证书,您可能会考虑一些测量放射性衰变的连接硬件.

严肃地说,根据您需要的"随机性"的强度,请考虑以下因素:

1. 每秒纳秒的时钟的当前32位值(大约4秒的周期 - 可能"随机"足够,具体取决于您需要种子的频率).您需要确保不以确定的方式获取此值.如果你抓住它是基于用户输入,那么它可能没问题.
2. 雪崩噪声发生器馈入施密特触发器输入.
3. 您加速度计的所有轴的异或(如果物体始终静止,可能不会很好,除非它在正常应用中拾取振动).如果这是一个随身携带的收音机,那么这可能是好的.
4. 大块未初始化内存的值(您可能希望对其进行哈希处理,因为大部分未初始化的内存可以包含从开机到开机的类似值).此外,如果您的设备没有完全断电,那么这可能没有用.
5. 上述一个或多个的某种组合(异或可能是组合上述两个输出的最简单方法)
6. 喜剧选项:CCD相机指向熔岩灯

任何上述方法可能需要应用某种去偏差算法.最简单的方法是一次考虑输入2位.如果2位相等,则丢弃它们.0b10变为1,0b01变为0.这将确保您在最终随机值中获得或多或少相同数量的1和0.

最后,如果这是为了严肃的事情你应该忽略所有上述建议,而不是滚动你自己的CRYPTO.找到已经过审核的平台的API并使用它.测试随机性算法非常困难.

或许考虑一下STM32核心的F-2系列,它显然包含一个硬件RNG