Entre deux bidouilles NetBSD, je me suis retrouvé à des bidouilles Linux. Plus particulièrement en jetant un œil à une certaine documentation utile, j'ai pu lire :

Les clés doivent être générées dans un contexte où la source d’aléa est fiable, ou à défaut dans un environnement où suffisamment d’entropie a été accumulée.

Et là, on commence à se poser des questions : qu'est-ce que l'entropie ? Pourquoi faut-il une source fiable ? Comment avoir une meilleure entropie ?

Entropie et aléa

Pour résumer, disons que l'entropie c'est la qualité de la génération de nombres aléatoires. C'est un raccourci assez grossier j'en conviens, mais cela évitera d'écrire ou de paraphraser des pavés mathématiques.

Mais alors, pourquoi générer des nombres aléatoires ? Tout simplement parce que cela fait partie de nombreuses bases d'outils cryptographiques, comme par exemple la génération de clés SSH. C'est d'ailleurs l'occasion d'aborder la question du risque qu'on prend si on ne génère pas assez d'aléa dans notre exemple : il devient possible de générer deux fois le même couple de clés SSH, et par conséquent, que quelqu'un soit en mesure de se connecter à une machine à laquelle il ne devrait pas avoir accès.

Si vous pensez que cela n'arrive jamais, il suffit de se rappeler la vulnérabilité OpenSSH Debian. En 2008, la version Debian d'OpenSSL s'est trouvée modifiée, et a eu pour conséquence un très faible nombre de possibilités pour générer des clés SSH. La preuve ? On peut trouver sur cette page l'intégralité des clés DSA (1024 et 2048 bits) et RSA (1024 à 4096 bits) possibles via cette version vulnérable. J'admets volontiers que c'est un cas extrême, mais il a le mérite d'être assez parlant.

Bref, tout ça pour dire que plus on a d'entropie, mieux c'est.

Mesurer la qualité de l'entropie

Pour mesurer la qualité de l'entropie, c'est très simple :

$ cat /proc/sys/kernel/random/entropy_avail
175

On voit que cela renvoie un nombre, qui désigne la quantité de nombres aléatoires générés. On dit que ce nombre est la taille de notre réservoir d'entropie. Et donc, plus il est grand, mieux c'est. Sauf que là, 175 sur une VM Vagrant CentOS 7, bein c'est pas glorieux.

Une autre manière de mesurer l'entropie consiste à utiliser l'outil rngtest (disponible dans le paquet rng-tools pour CentOS). Celui-ci va lancer un certain nombre de tests utilisant le standard FIPS-140.

Par exemple :

$ cat /dev/random | rngtest -c 1000
rngtest 5
Copyright (c) 2004 by Henrique de Moraes Holschuh
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

rngtest: starting FIPS tests...
rngtest: bits received from input: 96
rngtest: FIPS 140-2 successes: 0
rngtest: FIPS 140-2 failures: 0
rngtest: FIPS 140-2(2001-10-10) Monobit: 0
rngtest: FIPS 140-2(2001-10-10) Poker: 0
rngtest: FIPS 140-2(2001-10-10) Runs: 0
rngtest: FIPS 140-2(2001-10-10) Long run: 0
rngtest: FIPS 140-2(2001-10-10) Continuous run: 0
rngtest: input channel speed: (min=0.000; avg=0.000; max=0.000)bits/s
rngtest: FIPS tests speed: (min=0.000; avg=0.000; max=0.000)bits/s
rngtest: Program run time: 21307295 microseconds

Et là, ce n'est toujours pas glorieux, car j'ai arrêté l'exécution faute de patience.

Avant de remédier à ce problème, comparons avec une machine physique notre premier indicateur :

$ cat /proc/sys/kernel/random/entropy_avail
3217

On peut aussi constater que le problème d'entropie affecte particulièrement les machines virtuelles. Cela s'explique surtout par le fait qu'elles disposent de beaucoup moins d'éléments qu'une machine physique, et donc moins d'éléments à lire pour espérer y trouver de l'aléa.

Bon, ce n'est pas tout, mais il est temps de remédier à ce problème d'entropie sur cette VM !

Haveged : générateur d'entropie en espace utilisateur

Haveged est un logiciel qui se présente sous la forme d'un démon qui reste en espace utilisateur. Il tire son nom de l'algorithme qu'il utilise, HAVEGE (HArdware Volatile Entropy Gathering and Expansion).

Côté installation, rien de plus simple, il suffit, pour CentOS, d'avoir accès au dépôt Fedora EPEL. Une fois que c'est fait, un simple yum -y install haveged suffit à disposer du logiciel.

Comme il s'agit d'un démon, il faut le démarrer. Sous CentOS 7, cela se fait via systemd :

# systemctl start haveged.service

Et voilà ! Bon d'accord, cela fait peu. Maintenant, vérifions que notre entropie augmente :

$ cat /proc/sys/kernel/random/entropy_avail
 1779

Voilà qui est mieux. Vérifions aussi avec rngtest :

$ cat /dev/random | rngtest -c 1000
rngtest 5
Copyright (c) 2004 by Henrique de Moraes Holschuh
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

rngtest: starting FIPS tests...
rngtest: bits received from input: 20000032
rngtest: FIPS 140-2 successes: 1000
rngtest: FIPS 140-2 failures: 0
rngtest: FIPS 140-2(2001-10-10) Monobit: 0
rngtest: FIPS 140-2(2001-10-10) Poker: 0
rngtest: FIPS 140-2(2001-10-10) Runs: 0
rngtest: FIPS 140-2(2001-10-10) Long run: 0
rngtest: FIPS 140-2(2001-10-10) Continuous run: 0
rngtest: input channel speed: (min=2.057; avg=17.351; max=25.915)Mibits/s
rngtest: FIPS tests speed: (min=44.564; avg=139.836; max=161.640)Mibits/s
rngtest: Program run time: 1237535 microseconds

Dans ce dernier cas, la récupération des informations fut quasi-instantanée ! On peu d'ailleurs noter le nombre de tests réalisés avec succès, qui correspond mieux à nos attentes.

Pour ce qui est d'activer haveged au démarrage, il ne faut pas oublier la commande systemctl qui va bien :

# systemctl enable haveged.service
 Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/haveged.service to /usr/lib/systemd/system/haveged.service.

Selon les distributions, certains paramètres supplémentaires sont accessibles, mais cela fera l'objet d'un autre article ;)

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Crédit photo : teatimer - Entropy

Commentaires

Le 18/05/2017 16:20 par Melua

Je vous suggère de lire cet article à ce sujet : si l'instruction RDTSC n'est pas rendue disponible par votre machine hôte, les machines virtuelles recevront toujours le même résultat (ou un résultat prévisible) rendant votre génération par haveged faussement aléatoire.

https://security.stackexchange.com/questions/34523/is-it-appropriate-to-use-haveged-as-a-source-of-entropy-on-virtual-machines

Le 18/05/2017 20:09 par Nils

Merci pour ce commentaire très pertinent, Melua !

Cela m'a en effet été remonté sur Mastodon (discussion ici), via le wiki d'Archlinux. Visiblement on mentionne surtout les produits VMware, et un peu VirtualBox, sans que ce dernier soit concerné (je suis du coup tranquille pour le moment). J'espère faire un billet de suivi concernant cette instruction, mais il me faudra chercher pour voir si cette instruction est disponible via d'autres hypverviseurs (je pense particulièrement à Xen en paravirtuel, mais je suis intéressé aussi par KVM et Hyper-V).