从 dev/urandom 读取 - 系统行为

Question

dev/urandom使用 sayhead或读取时，dd当然期望输出总是随机且不同的。

UNIX 如何在低级别处理这种情况？文件是在读取时自然截断，还是文件实际上是对称密码或等价物的接口，因此“读取”实际上是执行密码的行为。

Answer 1

/dev/urandom是字符设备，而不是常规文件。打开它为驱动程序提供了一个接口，通常在内核中，它处理读取；每次程序从 读取时/dev/urandom，都会调用驱动程序，驱动程序确定如何提供适当的内容（与任何其他字符设备相同—— /dev/null，/dev/zero...）。

在 Linux 上，这是在drivers/char/random.c. 它维护一个“熵池”，从各种随机数据源中播种，并在读取时使用 ChaCha 流密码处理池数据以构造要返回的数据。

Answer 2

/dev/urandom不是“常规文件”（是的，这是 POSIX 命名），它是一个设备。就像 /dev/ 上的大多数“文件”一样，那里有很多神奇的行为。

• 你有/dev/null，无论你写多少，它永远不会填满
• 你有random/urandom/srandom，每次随机提供不同的数据
• 您有/dev/tty（和同事）与终端交互的地方
• /dev/full对于任何写入尝试，您总是返回“设备上没有剩余空间”
• 你有/dev/zero返回无限组的空字节

还有很多。

这些文件实际上是与内核模块交互的接口。因此，当您“读取”它时，它实际上是在执行一个函数，该函数被要求读取程序（head、dd 等）请求的字节数（/dev/urandom是字符设备）。这个函数然后在内部处理它（基于几个熵池）以填充该缓冲区（在这种情况下，以便您获得伪随机内容）。