3. 函数说明

默认的随机数发生器的调用函数为（代码见.\crypto\rand\md_rand.c）

1. ssleay_rand_cleanup             置零
2. ssleay_rand_status               获取状态信息
3. ssleay_rand_seed                 添加满熵种子
4. ssleay_rand_add                  添加信息
5. ssleay_rand_bytes                产生随机数据
6. ssleay_rand_pseudo_bytes         产生伪随机数据

熵源（Windows下的代码见.\crypto\rand\rand_win.c）

1. RAND_poll                            不同版本使用不同的熵源产生方式

3.1 ssleay_rand_cleanup置零

函    数:  void ssleay_rand_cleanup(void)

功能描述:  置零

说    明:  相当于init、uninit、reset

注    意:  无

参数说明:  无

返 回 值:  无

执行步骤：

步骤1：内部状态全部清零/重置。

3.2 ssleay_rand_status状态信息

函    数:  int ssleay_rand_status(void)

功能描述:  获取状态信息

说    明:  无

注    意:  无

参数说明:  无

返 回 值:  当前的熵值entropy是否大于32字节（256比特）

执行步骤：

步骤1：若未初始化（initialized为0），执行采集系统熵信息的函数RAND_poll()，此函数将改变熵值entropy；并将initialized置为1。

步骤2：返回当前的熵值entropy是否大于32字节（256比特）。

3.3 ssleay_rand_seed添加满熵种子

函    数:  void ssleay_rand_seed(const void *buf, int num)

功能描述:  添加满熵种子

说    明:  无

注    意:  这里认为种子是满熵的，所以将种子的熵值也设定为种子长度

参数说明: 

     buf     (in)     种子

     num   (in)     种子的字节长度

返 回 值:  无

执行步骤：

步骤1：直接调用ssleay_rand_add(buf, num, num)函数并返回。

3.4 ssleay_rand_pseudo_bytes产生伪随机数

函    数:  int ssleay_rand_pseudo_bytes(unsigned char *buf, int num)

功能描述:  产生伪随机数

说    明:  无

注    意:  这里简单地设置两个函数ssleay_rand_pseudo_bytes和ssleay_rand_add是一样，其实应有差别。

参数说明: 

     buf     (out)   伪随机数

     num   (in)     需要的伪随机数的字节长度

返 回 值:  1 [成功]，0 [失败]

执行步骤：

步骤1：直接调用ssleay_rand_add(buf, num, num)函数并返回。

3.5 ssleay_rand_add添加熵信息

函    数:  void ssleay_rand_add(const void *buf, int num, double add)

功能描述:  添加熵信息

说    明:  更新内部状态；默认的HASH函数为SHA1，输出长度为20字节。

注    意:  添加信息的熵值（add）可为小数。

参数说明: 

     buf     (in)     添加信息

     num   (in)     添加信息的字节长度

     add    (in)     添加信息的熵值，单位：字节。

返 回 值:  无

执行步骤：

步骤1：更新state_num（状态的实际有效字节数）

state_num =min(state_num + num，STATE_SIZE)

步骤2：将输入数据buf以及内部状态中的环形缓冲区state（state从state_index起的num字节数据），分别按杂凑函数HASH的输出大小MD_DIGEST_LENGTH分割为n个块（最后一个分块可能为不完整分块）：

B0||B1||...||Bn-1=buf，

S0||S1||...||Sn-1=state[state_index,..., state_index+num-1]，

n=Ceil(num/MD_DIGEST_LENGTH)。

步骤3：local_md = md。

步骤4：对每个块i = 0,1,2,...,n-1 执行

1. 1. 1. 4.1 计算杂凑值

local_md = HASH (local_md ||Si||Bi||md_count[0]||md_count[1])

1. 1. 1. 4.2 更新Si = Si ⊕ local_md
      2. 4.3 更新md_count[1] = md_count[1]+1

步骤5：用更新的Si，i=0,1,2,...,n-1更新状态state：

state[state_index,..., state_index+num-1] = S0||S1||...||Sn-1

步骤6：用最后得到的local_md更新md = md ⊕local_md。

步骤7：更新熵值：entropy = min(32, entropy + add)。

图中的简写

C0即md_count[0]

C1即md_count[1]

idx即state_index

 

3.6 ssleay_rand_bytes产生随机数

函    数:  int ssleay_rand_bytes(unsigned char *buf, int num)

功能描述:  产生随机数

说    明:  无

注    意:  添加信息的熵值（add）可为小数。

参数说明: 

     buf     (in)     添加信息

     num   (in)     添加信息的字节长度

     add    (in)     添加信息的熵值，单位：字节。

返 回 值:  无

执行步骤：

步骤1：若未初始化（initialized为0），则执行RAND_poll()增加熵值。

步骤2：计算几个基本记号

L2 = MD_DIGEST_LENGTH/2，

L1 = MD_DIGEST_LENGTH，

n=Ceil(num/ L2 )，

num_ceil = Ceil (num/ L)* L

步骤3：若熵源池未搅拌（本函数内定义的静态变量stirred_pool），则执行m = Ceil(STATE_SIZE/ L1) 次添加熵信息

rand_add("....................",L1, 0.0)。

步骤4：local_md = md。

步骤5：将输出数据缓冲区buf以及内部状态中的环形缓冲区state（state从state_index起的num字节数据），分别按L2分割为n=Ceil(num/ L2 )个块（最后一个分块可能为不完整分块）：

B0||B1||...||Bn-1=buf，

S0||S1||...||Sn-1=state[state_index,..., state_index+num-1]。

步骤6：for k = 0,1, 2,...,n-1，执行

1. 1. 1. 6.1 设置字符串pad：若k为0，则pad = getpid()，否则，pad = NULL为空串。
      2. 6.2 计算杂凑值

local_md = HASH( pad || local_md || md_count[0] || md_count[1] || Bi || Si)

注意：Bi是输出缓冲区，但这里读取了其中的数据

1. 1. 1. 6.3 更新Si和Bi

Si = Si ⊕ local_md[0,..., L2-1]

Bi = Bi ⊕ local_md[L2,..., L1-1]

注意：这里没有更新md_count[0]和md_count[1]的步骤。

步骤7：更新md：

md = HASH(md_count[0] || md_count[1]|| local_md || md)

步骤8：用更新的Si，i=0,1,2,...,n-1更新状态state：

state[state_index,..., state_index+num-1] = S0||S1||...||Sn-1

步骤9：更新state_index =( state_index + num_ceil )mod state_num

步骤10：更新md_count[0] = md_count[0]+ 1;

步骤11：输出随机数buf = B0||B1||...||Bn-1