SecureRandomがどの程度Secureなのかを確認した時のメモ

gistfile1.txt

結論。

SecureRandomのインスタンスを生成する時に明示的にSeedを与えない場合は実行環境に関する下記のようなデータや
タイムスタンプをHashにしてseed としている。


   System.getProperties()
   InetAddress.getLocalHost().toString().getBytes()
   File(p.getProperty("java.io.tmpdir"))
   途中で例外が発生した場合はそのExceptionのByteCode



参考

■調査のための導入資料＋TomcatでのSessionの実装から乱数生成を学ぶ
http://d.hatena.ne.jp/higher_tomorrow/searchdiary?word=%CD%F0%BF%F4

■javaのシステムプロパティとはなんぞや
http://www.ne.jp/asahi/hishidama/home/tech/java/application.html#version_system.property

SecureRandom.java

// メモのため抜粋
// 乱数を生成する際に seed が登録されていない場合、SeedGenerator#getSystemEntropy
// でSeedの取得を行なっている
package sun.security.provider;

public final class SecureRandom extends SecureRandomSpi implements java.io.Serializable {
     /**
        * Generates a user-specified number of random bytes.
        *
        * @param bytes the array to be filled in with random bytes.
        */
       public synchronized void engineNextBytes(byte[] result) {
           int index = 0;
           int todo;
           byte[] output = remainder;
   
           if (state == null) {
               if (seeder == null) {
                   // 乱数を生成する際に seed が登録されていない場合、
                   seeder = new SecureRandom(SeedGenerator.getSystemEntropy());
                   seeder.engineSetSeed(engineGenerateSeed(DIGEST_SIZE));
               }
   
               byte[] seed = new byte[DIGEST_SIZE];
               seeder.engineNextBytes(seed);
               state = digest.digest(seed);
           }
   
           // Use remainder from last time
           int r = remCount;
           if (r > 0) {
               // How many bytes?
               todo = (result.length - index) < (DIGEST_SIZE - r) ?
                           (result.length - index) : (DIGEST_SIZE - r);
               // Copy the bytes, zero the buffer
               for (int i = 0; i < todo; i++) {
                   result[i] = output[r];
                   output[r++] = 0;
               }
               remCount += todo;
               index += todo;
           }
   
           // If we need more bytes, make them.
           while (index < result.length) {
               // Step the state
               digest.update(state);
               output = digest.digest();
               updateState(state, output);
   
               // How many bytes?
               todo = (result.length - index) > DIGEST_SIZE ?
                   DIGEST_SIZE : result.length - index;
               // Copy the bytes, zero the buffer
               for (int i = 0; i < todo; i++) {
                   result[index++] = output[i];
                   output[i] = 0;
               }
               remCount += todo;
           }
   
           // Store remainder for next time
           remainder = output;
           remCount %= DIGEST_SIZE;
       }
}

SeedGenerator.java

// メモのため抜粋
// seedGenerator#getSystemEntropy では
// MessageDigestを下記の３つの値とRuntimeのメモリを利用して更新している
//     System.getProperties()
//     InetAddress.getLocalHost().toString().getBytes()
//     File(p.getProperty("java.io.tmpdir"))
// また、途中で例外が発生した場合はそのExceptionのByteCodeで更新を行なっている

package sun.security.provider;

abstract class SeedGenerator{
  static byte[] getSystemEntropy() {
    byte[] ba;
    final MessageDigest md;

    try {
      md = MessageDigest.getInstance("SHA");
    } catch (NoSuchAlgorithmException nsae) {
      throw new InternalError("internal error: SHA-1 not available.");
    }

    // The current time in millis
    byte b =(byte)System.currentTimeMillis();
    md.update(b);

    java.security.AccessController.doPrivileged
        (new java.security.PrivilegedAction<Void>() {
        public Void run() {
          try {
            // System properties can change from machine to machine
            String s;
            Properties p = System.getProperties();
            Enumeration<?> e = p.propertyNames();
            while (e.hasMoreElements()) {
              s =(String)e.nextElement();
              md.update(s.getBytes());
              md.update(p.getProperty(s).getBytes());
            }

            md.update(InetAddress.getLocalHost().toString().getBytes());

            // The temporary dir
            File f = new File(p.getProperty("java.io.tmpdir"));
            String[] sa = f.list();
            for(int i = 0; i < sa.length; i++)
              md.update(sa[i].getBytes());
          } catch (Exception ex) {
            md.update((byte)ex.hashCode());
          }

          // get Runtime memory stats
          Runtime rt = Runtime.getRuntime();
          byte[] memBytes = longToByteArray(rt.totalMemory());
          md.update(memBytes, 0, memBytes.length);
          memBytes = longToByteArray(rt.freeMemory());
          md.update(memBytes, 0, memBytes.length);

          return null;
        }
      });
    return md.digest();
  }
  
}