使用硬件（真）随机数生成器的 Linux 脚本

Posted 2023-02-16

【中文标题】使用硬件（真）随机数生成器的 Linux 脚本

【英文标题】：Linux script using a Hardware (True) Random number generator

【发布时间】：2018-10-28 03:13:05

【问题描述】：

我想将我的 RPI3 中内置的硬件随机数生成器用于一个项目。目前我只能使用 /dev/hwrng 来保存二进制转储

dd if=/dev/hwrng of=data.bin bs=25 count=1

我的项目需要的是从随机源 (/dev/hwrng) 以 1 次读取/秒的频率读取 200 位长的数据块，并计算其中的 1 并将结果以十进制形式写入文本带有时间戳的文件，如下所示：

datetime, value 11/20/2018 12:48:09, 105 11/20/2018 12:48:10, 103 11/20/2018 12:48:11, 97

十进制数应始终接近 100，因为它是一个随机数据源，并且预期的 1 和 0 的数量应该相同。 任何帮助表示赞赏....

我确实想出了一个接近我不想要的 perl 脚本，所以让我分享一下。我相信它可以以更清洁的方式完成......

#!/usr/bin/perl
use strict;
use warnings;
use DateTime;
my @bitcounts = (
   0, 1, 1, 2, 1, 2, 2, 3, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 
   3, 4, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4, 2, 3, 3, 4, 
   3, 4, 4, 5, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 1, 2, 
   2, 3, 2, 3, 3, 4, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 
   3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 
   5, 6, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 4, 5, 5, 6, 5, 6, 6, 7, 1, 2, 2, 3, 
   2, 3, 3, 4, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 
   4, 5, 4, 5, 5, 6, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 
   3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 4, 5, 5, 6, 5, 6, 6, 7, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 
   4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 4, 5, 5, 6, 
   5, 6, 6, 7, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 4, 5, 5, 6, 5, 6, 6, 7, 4, 5, 
   5, 6, 5, 6, 6, 7, 5, 6, 6, 7, 6, 7, 7, 8
);

for (my $i=0; $i <= 10; $i++) 
system("dd if=/dev/hwrng of=temprnd.bin bs=25 count=1 status=none");
my $filename = 'temprnd.bin';
open(my $fh, '<', $filename) or die "$!";
binmode $fh;
my $count = 0;
my $byte  = 0;
while ( read $fh, $byte, 1 ) 
   $count += $bitcounts[ord($byte)];

my $dt = DateTime->now;
print join ',', $dt->ymd, $dt->hms,"$count\n";
system("rm temprnd.bin");
sleep 1;

__END__

【问题讨论】：

计算大于 127 的字节数不是更简单吗，这可能会给出完全相同的结果......而且不需要 bash 级别的花哨的按位数学。

如果你想按位......可能会更简单地编写一个小的python或c程序来给你（c会快得多）

再次感谢您的更新。我试过了，它给了我预期的结果。但是我认为这与计算每一位并不完全相同，因为我们通过保持在字节级别来降低数据的分辨率。从统计上讲，在 200 字节的样本池中大于 127 的字节的平均值将接近 100，但随着我们降低位级分辨率，它会摆动得更多。为了保持在字节级别并实现与在位级别上相同的效果，我们需要一个查找数组，如下所示：

每个字节计数多少 |小数点0bin.net/paste/…

【参考方案1】：

尝试运行以下代码

for ((n=0; n<200; ++n)); do echo $(date '+%m/%d/%Y %H:%M:%S'), $(od -vAn -N1 -tu1 < /dev/hwrng); sleep 1; done

如果要将其保存到文件中，请在最后添加简单重定向 > somefile

更新新请求，尝试运行以下代码

for ((n=0; n<10; ++n)); do
    count=0
    for ((s=0; s<200; ++s)); do
        if (( $(od -vAn -N1 -tu1 < /dev/hwrng) > 127 )); then ((++count)); fi
    done
    echo $(date '+%m/%d/%Y %H:%M:%S'), $count
    sleep 1
done

【讨论】：

感谢您的回答！我试过了，它一次读取 1 个字节并将其转换为十进制格式（0-255）。我不想从二进制转换为十进制，而是从随机源中读取一个 200 位（25 字节）长的块并计算其中的 1 并用时间戳打印它并每秒重复一次。我还将更新原始帖子以使问题更清楚。