从/dev/urandom等获取随机字节不足，one-time pad密钥长度异常求助

核心原因 #

• 你生成的密钥是二进制字节流，其中大概率包含ASCII值为0的'\0'字节，而C语言的字符串操作（如strlen()、printf("%s")）会把'\0'当作字符串结束符，导致你看到的“字符串长度”或文件内容被截断，但实际上getrandom()确实生成了足够的字节数。
• 你没有检查getrandom()的返回值，如果调用失败（比如被信号中断），内存可能未被完全覆盖，结合calloc()初始化的0值，也会造成密钥“变短”的错觉。

解决方法 #

1. 强制检查getrandom()返回值并补全字节
   getrandom()可能因信号中断返回部分字节，需要循环调用直到获取足够长度的密钥。
2. 将密钥视为二进制数据而非字符串
   • 不要用strlen()判断密钥长度，直接使用传入的length参数。
   • 读写文件时用fwrite()/fread()这类二进制操作函数，避免fputs()/fgets()等字符串函数截断数据。
3. 改用malloc()替代calloc()
calloc()会将内存初始化为0，完全没必要，malloc()更高效，反正后续会被getrandom()覆盖。

修正后的代码 #

#include <sys/random.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>

#define ERROR(msg) do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); } while(0)

uint8_t *genkey(const size_t length)
{
    uint8_t *key = malloc(length * sizeof(uint8_t));
    if (!key) ERROR("could not allocate memory");

    ssize_t bytes_read;
    size_t remaining = length;
    uint8_t *ptr = key;

    // 循环读取，确保获取足够字节
    while (remaining > 0) {
        bytes_read = getrandom(ptr, remaining, 0);
        if (bytes_read < 0) {
            // 被信号中断时重试，其他情况直接报错
            if (errno == EINTR) continue;
            ERROR("getrandom failed");
        }
        remaining -= bytes_read;
        ptr += bytes_read;
    }

    return key;
}

密钥读写示例 #

写入密钥到文件时，必须用二进制模式：

void write_key(const uint8_t *key, size_t length, const char *path)
{
    FILE *fp = fopen(path, "wb");
    if (!fp) ERROR("failed to open key file");
    if (fwrite(key, 1, length, fp) != length) {
        ERROR("failed to write key");
    }
    fclose(fp);
}

读取密钥时同样用fread()读取指定长度，避免字符串截断问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者nikbott