什麼是隨機數字錯誤？

當隨機數（僅使用一次的數字）在系統中被誤用或錯誤處理時，就會發生隨機數錯誤。

隨機數通常用於密碼學、網路安全性和 Web 應用程式中，以防止攻擊者攔截並惡意重新傳輸資料的重播攻擊。當它們生成或使用不當時，它們會產生漏洞，從而無法達到其目的。

隨機數錯誤使攻擊者能夠繞過身份驗證系統、篡改資料完整性並冒充合法用戶。它們是嚴重的缺陷，危及技術和應用程式的安全和信任。隨著系統變得越來越互連和相互依賴，隨機數錯誤可能會產生連鎖後果，影響許多使用者和服務。

Nonce 錯誤的類型

隨機數字錯誤有多種類型，包括：

• 隨機數重用：隨機數字意外使用兩次，因此允許重播攻擊。這是一個常見錯誤，可能會產生嚴重影響。

• 可預測的隨機數：隨機數以可預測的方式生成，使攻擊者能夠猜測未來的隨機數並發動重播攻擊。

• 過期隨機數：由於同步問題，基於時間的隨機數在使用前過期，導致它們無用。

• 隨機數產生缺陷：用於產生隨機數的演算法或程式碼中的錯誤會導致隨機數具有低熵和隨機性，從而使攻擊者能夠猜測它們。

隨著對技術的依賴迅速增長，此類錯誤的影響被放大，使安全性成為日益緊迫的問題。

不確定什麼是隨機數字以及為什麼（或在哪裡）使用它。在深入探討主題之前，讓我們先了解一些基礎知識！

密碼學中的隨機數是什​​麼？

隨機數是只使用一次的數字。在密碼學和網路安全性中，隨機數用於防止重播攻擊，即攻擊者攔截資料並惡意重新傳輸資料。隨機數是隨機產生的，並且僅使用一次，確保相同的資料不會傳輸兩次。這使接收者能夠偵測到重複傳輸，從而防止攻擊。

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Web 開發中的 Nonce 是什麼？

在 Web 開發中，隨機數用於驗證表單。產生隨機數並將其嵌入表單中。提交表單後，隨機數將發送回伺服器。伺服器檢查隨機數是否匹配，確認提交來自原始表單。這可以防止跨網站請求偽造 (CSFR) 攻擊，即攻擊者在網站上提交表單以執行惡意操作。雖然隨機數可以用作 CSRF 保護機制的一部分，但值得注意的是，它們並不是唯一使用的方法。

Nonce 錯誤的常見原因

造成隨機數錯誤的常見原因有以下幾種：

• 隨機數產生能力弱或有缺陷。如果用於產生隨機數的演算法或程式碼有缺陷或產生的隨機數幾乎沒有熵，攻擊者就可以猜測它們。

• 重複使用隨機數。意外地重複使用隨機數字是一個簡單但災難性的錯誤。它立即啟用重播攻擊並使隨機數的目的變得無用。嚴格的政策必須防止任何重複使用。

• 不正確的隨機數過期。如果基於時間的隨機數因時脈同步問題或網路延遲而在使用前過期，它們將變得毫無用處。

• 分佈式隨機數產生問題。在多個節點產生隨機數的分散式系統中，相同的隨機數可以在不同的節點上使用，從而允許跨節點重播。

• 更新失敗。軟體和系統需要不斷維護和修補，以解決新的漏洞。及時更新隨機數產生軟體和系統對於防止攻擊者利用已知的弱點至關重要。

Nonce 錯誤的後果

隨機數錯誤的影響範圍從資料損壞到災難性的安全故障：

• 如果重複使用隨機數，資料完整性可能會受到損害，因為攻擊者可以重播舊資料。

• 可以使用重播攻擊來繞過依賴隨機數的身份驗證和授權系統。

如何防止隨機數字錯誤？

為了避免隨機數錯誤的危險，我們必須：

• 使用加密安全技術產生具有高熵和隨機性的隨機數。這意味著使用隨機數產生技術來產生具有最大不可預測性的隨機數。應避免使用線性同餘產生器和其他弱 PRNG。建議使用基於熵源的加密安全 PRNG。熵和隨機性越大，隨機數就越難猜測。

• 建立嚴格的隨機數過期政策並阻止重複使用隨機數。它們的使用壽命應該很短，例如幾分鐘，並且應在使用後立即丟棄。這最大限度地減少了重播攻擊的機會視窗。

• 仔細管理分散式系統中的隨機數，以防止跨節點的無意重複使用。在多個節點產生隨機數的系統中，必須有一個機制來確保相同的隨機數永遠不會被使用兩次。

• 對隨機數產生和處理過程進行嚴格的測試和審核。應徹底測試隨機數產生軟體和系統，以找出任何弱點。他們還應該接受獨立專家的定期安全審核，以發現新的漏洞。

• 為每個系統和目的使用唯一的隨機數。切勿在身分驗證系統、區塊鏈網路、Web 應用程式或任何其他平台之間重複使用隨機數。獨特的隨機數可防止一個系統中的漏洞影響其他系統。

透過這些最佳實踐，可以最大限度地降低隨機數錯誤的風險。然而，隨著技術的進步，新的威脅將會出現，因此需要不斷警惕和適應。安全是一個旅程，而不是目的地。