10Sigor@sysoev.ru 20Sigor@sysoev.ru /* 30Sigor@sysoev.ru * Copyright (C) Igor Sysoev 40Sigor@sysoev.ru * Copyright (C) NGINX, Inc. 50Sigor@sysoev.ru */ 60Sigor@sysoev.ru 70Sigor@sysoev.ru 80Sigor@sysoev.ru #include <nxt_main.h> 90Sigor@sysoev.ru 100Sigor@sysoev.ru 110Sigor@sysoev.ru /* 120Sigor@sysoev.ru * The pseudorandom generator based on OpenBSD arc4random. Although it is 130Sigor@sysoev.ru * usually stated that arc4random uses RC4 pseudorandom generation algorithm 140Sigor@sysoev.ru * they are actually different in nxt_random_add(). 150Sigor@sysoev.ru */ 160Sigor@sysoev.ru 170Sigor@sysoev.ru 180Sigor@sysoev.ru #define NXT_RANDOM_KEY_SIZE 128 190Sigor@sysoev.ru 200Sigor@sysoev.ru 210Sigor@sysoev.ru nxt_inline void nxt_random_start_schedule(nxt_random_t *r); 220Sigor@sysoev.ru static void nxt_random_stir(nxt_random_t *r); 230Sigor@sysoev.ru static void nxt_random_add(nxt_random_t *r, const u_char *key, uint32_t len); 240Sigor@sysoev.ru nxt_inline uint8_t nxt_random_byte(nxt_random_t *r); 250Sigor@sysoev.ru 260Sigor@sysoev.ru 270Sigor@sysoev.ru void 280Sigor@sysoev.ru nxt_random_init(nxt_random_t *r) 290Sigor@sysoev.ru { 300Sigor@sysoev.ru nxt_random_start_schedule(r); 310Sigor@sysoev.ru 320Sigor@sysoev.ru nxt_random_stir(r); 330Sigor@sysoev.ru } 340Sigor@sysoev.ru 350Sigor@sysoev.ru 360Sigor@sysoev.ru nxt_inline void 370Sigor@sysoev.ru nxt_random_start_schedule(nxt_random_t *r) 380Sigor@sysoev.ru { 390Sigor@sysoev.ru nxt_uint_t i; 400Sigor@sysoev.ru 410Sigor@sysoev.ru r->i = 0; 420Sigor@sysoev.ru r->j = 0; 430Sigor@sysoev.ru 440Sigor@sysoev.ru for (i = 0; i < 256; i++) { 450Sigor@sysoev.ru r->s[i] = i; 460Sigor@sysoev.ru } 470Sigor@sysoev.ru } 480Sigor@sysoev.ru 490Sigor@sysoev.ru 500Sigor@sysoev.ru static void 510Sigor@sysoev.ru nxt_random_stir(nxt_random_t *r) 520Sigor@sysoev.ru { 530Sigor@sysoev.ru int fd; 540Sigor@sysoev.ru ssize_t n; 550Sigor@sysoev.ru struct timeval tv; 560Sigor@sysoev.ru union { 57*138Sigor@sysoev.ru uint32_t value[4]; 580Sigor@sysoev.ru u_char bytes[NXT_RANDOM_KEY_SIZE]; 590Sigor@sysoev.ru } key; 600Sigor@sysoev.ru 610Sigor@sysoev.ru n = 0; 620Sigor@sysoev.ru 630Sigor@sysoev.ru #if (NXT_HAVE_GETRANDOM) 640Sigor@sysoev.ru 650Sigor@sysoev.ru /* Linux 3.17 getrandom(). */ 660Sigor@sysoev.ru 670Sigor@sysoev.ru n = getrandom(key, NXT_RANDOM_KEY_SIZE, 0); 680Sigor@sysoev.ru 690Sigor@sysoev.ru #endif 700Sigor@sysoev.ru 710Sigor@sysoev.ru if (n != NXT_RANDOM_KEY_SIZE) { 720Sigor@sysoev.ru fd = open("/dev/urandom", O_RDONLY); 730Sigor@sysoev.ru 740Sigor@sysoev.ru if (fd >= 0) { 750Sigor@sysoev.ru n = read(fd, &key, NXT_RANDOM_KEY_SIZE); 760Sigor@sysoev.ru (void) close(fd); 770Sigor@sysoev.ru } 780Sigor@sysoev.ru } 790Sigor@sysoev.ru 800Sigor@sysoev.ru if (n != NXT_RANDOM_KEY_SIZE) { 810Sigor@sysoev.ru (void) gettimeofday(&tv, NULL); 820Sigor@sysoev.ru 830Sigor@sysoev.ru /* XOR with stack garbage. */ 840Sigor@sysoev.ru 850Sigor@sysoev.ru key.value[0] ^= tv.tv_usec; 860Sigor@sysoev.ru key.value[1] ^= tv.tv_sec; 870Sigor@sysoev.ru key.value[2] ^= nxt_pid; 88*138Sigor@sysoev.ru key.value[3] ^= nxt_thread_tid(NULL); 890Sigor@sysoev.ru } 900Sigor@sysoev.ru 910Sigor@sysoev.ru nxt_random_add(r, key.bytes, NXT_RANDOM_KEY_SIZE); 920Sigor@sysoev.ru 930Sigor@sysoev.ru /* Drop the first 3072 bytes. */ 940Sigor@sysoev.ru for (n = 3072; n != 0; n--) { 950Sigor@sysoev.ru (void) nxt_random_byte(r); 960Sigor@sysoev.ru } 970Sigor@sysoev.ru 980Sigor@sysoev.ru /* Stir again after 1,600,000 bytes. */ 990Sigor@sysoev.ru r->count = 400000; 1000Sigor@sysoev.ru } 1010Sigor@sysoev.ru 1020Sigor@sysoev.ru 1030Sigor@sysoev.ru static void 1040Sigor@sysoev.ru nxt_random_add(nxt_random_t *r, const u_char *key, uint32_t len) 1050Sigor@sysoev.ru { 1060Sigor@sysoev.ru uint8_t val; 1070Sigor@sysoev.ru uint32_t n; 1080Sigor@sysoev.ru 1090Sigor@sysoev.ru for (n = 0; n < 256; n++) { 1100Sigor@sysoev.ru val = r->s[r->i]; 1110Sigor@sysoev.ru r->j += val + key[n % len]; 1120Sigor@sysoev.ru 1130Sigor@sysoev.ru r->s[r->i] = r->s[r->j]; 1140Sigor@sysoev.ru r->s[r->j] = val; 1150Sigor@sysoev.ru 1160Sigor@sysoev.ru r->i++; 1170Sigor@sysoev.ru } 1180Sigor@sysoev.ru 1190Sigor@sysoev.ru /* This index is not decremented in RC4 algorithm. */ 1200Sigor@sysoev.ru r->i--; 1210Sigor@sysoev.ru 1220Sigor@sysoev.ru r->j = r->i; 1230Sigor@sysoev.ru } 1240Sigor@sysoev.ru 1250Sigor@sysoev.ru 1260Sigor@sysoev.ru uint32_t 1270Sigor@sysoev.ru nxt_random(nxt_random_t *r) 1280Sigor@sysoev.ru { 1290Sigor@sysoev.ru uint32_t val; 1300Sigor@sysoev.ru 1310Sigor@sysoev.ru r->count--; 1320Sigor@sysoev.ru 1330Sigor@sysoev.ru if (r->count <= 0) { 1340Sigor@sysoev.ru nxt_random_stir(r); 1350Sigor@sysoev.ru } 1360Sigor@sysoev.ru 1370Sigor@sysoev.ru val = nxt_random_byte(r) << 24; 1380Sigor@sysoev.ru val |= nxt_random_byte(r) << 16; 1390Sigor@sysoev.ru val |= nxt_random_byte(r) << 8; 1400Sigor@sysoev.ru val |= nxt_random_byte(r); 1410Sigor@sysoev.ru 1420Sigor@sysoev.ru return val; 1430Sigor@sysoev.ru } 1440Sigor@sysoev.ru 1450Sigor@sysoev.ru 1460Sigor@sysoev.ru nxt_inline uint8_t 1470Sigor@sysoev.ru nxt_random_byte(nxt_random_t *r) 1480Sigor@sysoev.ru { 1490Sigor@sysoev.ru uint8_t si, sj; 1500Sigor@sysoev.ru 1510Sigor@sysoev.ru r->i++; 1520Sigor@sysoev.ru si = r->s[r->i]; 1530Sigor@sysoev.ru r->j += si; 1540Sigor@sysoev.ru 1550Sigor@sysoev.ru sj = r->s[r->j]; 1560Sigor@sysoev.ru r->s[r->i] = sj; 1570Sigor@sysoev.ru r->s[r->j] = si; 1580Sigor@sysoev.ru 1590Sigor@sysoev.ru si += sj; 1600Sigor@sysoev.ru 1610Sigor@sysoev.ru return r->s[si]; 1620Sigor@sysoev.ru } 1630Sigor@sysoev.ru 1640Sigor@sysoev.ru 1650Sigor@sysoev.ru #if (NXT_LIB_UNIT_TEST) 1660Sigor@sysoev.ru 1670Sigor@sysoev.ru nxt_int_t 1680Sigor@sysoev.ru nxt_random_unit_test(nxt_thread_t *thr) 1690Sigor@sysoev.ru { 1700Sigor@sysoev.ru nxt_uint_t n; 1710Sigor@sysoev.ru nxt_random_t r; 1720Sigor@sysoev.ru 1730Sigor@sysoev.ru nxt_random_start_schedule(&r); 1740Sigor@sysoev.ru 1750Sigor@sysoev.ru r.count = 400000; 1760Sigor@sysoev.ru 1770Sigor@sysoev.ru nxt_random_add(&r, (u_char *) "arc4random", sizeof("arc4random") - 1); 1780Sigor@sysoev.ru 1790Sigor@sysoev.ru /* 1800Sigor@sysoev.ru * Test arc4random() numbers. 1810Sigor@sysoev.ru * RC4 pseudorandom numbers would be 0x4642AFC3 and 0xBAF0FFF0. 1820Sigor@sysoev.ru */ 1830Sigor@sysoev.ru 1840Sigor@sysoev.ru if (nxt_random(&r) == 0xD6270B27) { 1850Sigor@sysoev.ru 1860Sigor@sysoev.ru for (n = 100000; n != 0; n--) { 1870Sigor@sysoev.ru (void) nxt_random(&r); 1880Sigor@sysoev.ru } 1890Sigor@sysoev.ru 1900Sigor@sysoev.ru if (nxt_random(&r) == 0x6FCAE186) { 1910Sigor@sysoev.ru nxt_log_error(NXT_LOG_NOTICE, thr->log, 1920Sigor@sysoev.ru "arc4random unit test passed"); 1930Sigor@sysoev.ru 1940Sigor@sysoev.ru return NXT_OK; 1950Sigor@sysoev.ru } 1960Sigor@sysoev.ru } 1970Sigor@sysoev.ru 1980Sigor@sysoev.ru nxt_log_error(NXT_LOG_NOTICE, thr->log, "arc4random unit test failed"); 1990Sigor@sysoev.ru 2000Sigor@sysoev.ru return NXT_ERROR; 2010Sigor@sysoev.ru } 2020Sigor@sysoev.ru 2030Sigor@sysoev.ru #endif 204