详解熵池

熵池本质上是若干字节。/proc/sys/kernel/random/entropy_avail中存储了熵池现在的大小，/proc/sys/kernel/random/poolsize是熵池的最大容量，单位都是bit。如果entropy_avail的值小于要产生的随机数bit数，那么/dev/random就会堵塞。
那么，为什么熵池不够用呢？
google了一下资料，熵池实际上是从各种noice source中获取数据，noice source可能是键盘事件、鼠标事件、设备时钟中等。linux内核从2.4升级到2.6时，处于安全性的考虑，废弃了一些source。source减少了，熵池补给的速度当然也变慢，进而不够用。
其实，通过消耗熵池，可以构造DOS攻击。原理很简单，熵池空了，依赖随机数的业务（SSL，加密等）就不能正常进行

实际遇到的问题

1.使用gpg生产4096位的密钥时，命令行中出现了如下内容并阻塞：

       我们需要生成大量的随机字节。这个时候您可以多做些琐事(像是敲打键盘、移动
       鼠标、读写硬盘之类的)，这会让随机数字发生器有更好的机会获得足够的熵数。 

2.在java中使用SecureRandom类生成随机数时，出现阻塞，如下面的代码：

import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.SecureRandom;

public class TestSecureRandom {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchAlgorithmException {
        SecureRandom secureRandom = new SecureRandom();//在Linux中正常
        Long l = secureRandom.nextLong();
        System.out.println(l);

        SecureRandom secureRandom1 = SecureRandom.getInstanceStrong();//熵值低的时候,在Linux中阻塞
        Long l1 = secureRandom1.nextLong();
        System.out.println(l1);
    }
}

3.tomcat启动很慢的问题，如下在"Conext:initialization completed"之前会被阻塞很长时间:

    2019-10-15 15:15:03 [ INFO][localhost-startStop-1][ContextLoader]-[initWebApplicationContext] Root WebApplication
    Context: initialization completed in 3377 msOct 15, 2019 3:15:36 PM org.apache.catalina.util.SessionIdGeneratorBase              createSecureRandom

补充熵池

我们可以通过安装rng-tools来补充熵池，下面先查看一下熵池大小，命令：

    cat /proc/sys/kernel/random/entropy_avail

在centos7中，一般熵池大小在几十至二百之间，还是太小了

安装rng-tools：

    yum install -y rng-tools

配置rng参数(我在centos7中测试，发现这一步可以省略)：

    vim /etc/sysconfig/rngd

    添加内容：EXTRAOPTIONS="--rng-device /dev/urandom"

启动rng服务：

    systemctl start rngd

    systemctl enable rngd

再次查看熵池大小，会发现熵值为3000多了，上面出现的问题随即都得到了解决

tomcat问题的其他解决办法

有两种解决办法：
1）在Tomcat环境中解决
可以通过配置JRE使用非阻塞的Entropy Source。
在catalina.sh中加入这么一行：-Djava.security.egd=file:/dev/./urandom 即可。
加入后再启动Tomcat，整个启动耗时下降到Server startup in 2912 ms。
2）在JVM环境中解决
打开$JAVA_PATH/jre/lib/security/java.security这个文件，找到下面的内容：
securerandom.source=file:/dev/urandom 
替换成
securerandom.source=file:/dev/./urandom