技术分享 | 随机数生成过慢导致系统阻塞怎么办？

启扬ARM嵌入式开发 2022-08-15 2294

/dev/random和/dev/urandom是linux上的随机数生成器，是个字符设备，为系统提供随机数。随机数主要应用在加密方面，没有加密的操作都是可预测且不安全的。

linux上随机数的生成原理

linux上随机数的生成原理是将系统的中断信息收集起来放入熵池中，通过算法生成更多无序的数据，有了大量的无序数据之后，每次获取随机数，就会从池子中读取指定的字节序列，而这些字节序列就是生成器生成的随机数。

linux开机时就会伴随着random设备的初始化，一般我们经常会遇见这两条log：

random: crng init done，

random: 7 urandom warning(s) missed due to ratelimiting，

这说明随机数已经初始化完成，可以随时请求使用。但是在某些时候会卡在这个log很长时间，这是因为在开机时系统中断不够或程序运行时熵不足，生成随机数非常缓慢，导致阻塞，进而导致无法开机、app无法正常运行等一系列bug。

为了解决这个问题，我们可以移植一个工具对熵池进行补熵，这样随机数生成器就会快速生成随机数，解决阻塞导致的一系列问题。

解决方案

解决这个问题的工具有很多，这里我们选用移植haveged工具，并使用启扬IAC-IMX8MM-kit开发板展示具体操作过程。

移植haveged-1.9.3

首先source我们的sdk开发环境，然后进入到源码内，通过configure配置makfile文件，命令如下：

./configure --host=aarch64-poky-linux --prefix=/home/ylook/haveged

配置完成后执行make && make install命令，会在/home/ylook/haveged目录下生成编译完成后的二进制文件以及相关库文件，如下图所示：

（注：笔者路径有所不同，根据环境自行更改即可）

生成器

注意：

为防止错误，可以使用file命令检查二进制文件架构，保证为aarch64架构即可。

将编译出来的二进制文件拷贝到板子的/usr/bin/目录，库文件拷贝到/usr/lib/目录，执行haveged --h命令，如下图所示：

生成器

这里就相当于我们已经把板子里的环境配置好了，为了能够开机就使用该工具生成熵，所以我们需要在开机进程中将该工具设置为自动运行。

因为启扬i.MX8M Mini开发板上使用systemed工具配置相关服务，所以我们需要写一个service，然后让它开机运行，具体service如下：

生成器

使用systemctl enable haveged之后重启就会生效，可从开机log中看出，如图所示，在很早之前初始化就已经完成了。

生成器

也可以使用命令cat /proc/sys/kernel/random/entropy_avail，查看当前熵值，在没有haveged之前该值只有几十几百，而开启之后有几千。

生成器

这样，就完美解决了随机数生成过慢导致系统阻塞的问题。

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