Источники "уникальности" /энтропии на встроенных системах

У меня встроенная система. То, что я хотел бы сделать, когда он активирует или иным образом сбрасывает, заключается в создании уникального идентификатора, так что при разных перезапусках с высокой вероятностью генерируется другой уникальный идентификатор.

У него нет доступа к часам реального времени, но он имеет доступ к АЦП и UART. Мне интересно, есть ли достойный способ собрать энтропию из этих источников, чтобы создать уникальный идентификатор. Я смутно знаком с Yarrow. Есть ли хороший способ использовать это?

К сожалению, у меня нет источников шума предсказуемых характеристик; АЦП подключен к нескольким относительно малошумящим входам, поэтому, я полагаю, я мог бы использовать наименее значимые биты АЦП в качестве входных данных.

изменить: для чего это стоит, это процессор TI TMS320F28335.

обновление/уточнение: Я искал метод в программном обеспечении сбора энтропии. Я нашел другой способ решить мою проблему, поэтому в некотором роде мой вопрос был спорным, но я все еще ищу руководство по <сильным > специальным программным решениям для сбора энтропии из источников с низкой энтропией, значащие биты АЦП и системного времени для приема символов UART.

Ответ 1

Я использовал:

младший бит плавающего входа АЦП, но вы коснулись этого
таймер с очень высоким разрешением (~ 10 нс) и взял младшие "n" биты при синхронизации между нажатиями кнопок пользователя. Если вы согласны с тем, что пользовательские нажатия клавиш (с наивысшим временным разрешением) являются случайными по времени, это работает очень хорошо.

Вы также можете использовать такие моменты, как время между сетевыми пакетами и т.д., но это может быть намного более детерминированным/предсказуемым, чем то, что много людей. Электрические шумы и взаимодействие с пользователем являются лучшими источниками энтропии.

Кстати, в материалах "таймингов между нажатиями клавиш" я стараюсь хранить их во встроенной системе, начиная с включения питания, в круговом буфере последних 8 или около того, потому что вы никогда не знаете, когда вы они будут нуждаться в них. (Иными словами: не ждите, пока вам не понадобятся случайные биты, а затем заставите пользователя нажимать кнопки 3 раза!)

Ответ 2

Это зависит:

Какую степень уникальности вы хотите?
Есть ли какое-либо энергонезависимое хранилище?
Как скоро вам нужен ответ?

Если у вас есть Flash/NVRAM/диск, прочитайте свое случайное семя, увеличьте его и запишите. Семя может быть простым счетчиком, если вы не требуете уникальности между устройствами/reflashing/батареей NVRAM. Если вы хотите уникальность, то, как только вы соберете энтропию "достаточно", перепишите семя.

(Очевидно, что вы можете захотеть сделать что-то еще, если используете вспышку, а ваш контроллер вспышки не имеет износостойкости или не реализует собственный уровень износа.)

Если вы этого не сделаете, то собирайте энтропию из всех источников, которые вы можете, и генерируете только UUID после того, как у вас достаточно энтропии. Zvi Gutterman (2006) отмечает, что единственным источником энтропии OpenWRT является доступ к сети, что легко заметить.

Использование выхода АЦП представляется разумным, с некоторыми простыми рекомендациями:

Используйте все биты (или, по крайней мере, больше бит, чем ваша оценка энтропии), но консервативно оценивайте свою энтропийную оценку.
Выход ADC имеет нулевую энтропию при обрезании (и, возможно, низкой энтопии, когда она почти обрезана).

Измерьте количество шума на входе. Я подозреваю, что вы получите хотя бы один бит на образец. Затем хешируйте ваши биты и сгенерируйте UUID версии 4.

Ответ 3

См. также Fortuna, описанный в Практической криптографии Нильса Фергюсона и Брюса Шнайера. Хотя, как Yarrow, так и Fortuna могут быть слишком тяжелыми для встроенной системы.

В отличие от Yarrow, Fortuna не требует, чтобы вы оценивали энтропию ваших случайных источников.

Ответ 4

Я сделал что-то похожее на ответ Дэна. У меня был буфер в энергонезависимой памяти с разницей таймера с помощью таймера высокого разрешения (20 нс) между нажатиями клавиш пользователя, содержащими последние 256 нажатий клавиш. Затем я вычисляю 32-битный CRC, чтобы получить уникальный номер каждый раз, когда система включена. Некоторые версии без взаимодействия с пользователем измеряли время между сообщением, полученным на последовательных портах

Эти уникальные числа использовались как идентификаторы node в сети, и никогда не возникало проблем с дубликатами.

Впоследствии это было расширено с помощью DS2401, который предоставил постоянный, но уникальный идентификатор, но это будет работать только для вас, если вы можете изменить аппаратное обеспечение,

Ответ 5

Незначительное дополнение к ответу Дэн выше... Если в вашей системе есть какое-то радио, вы можете прочитать RSSI.