什么是随机数错误？

当随机数（仅使用一次的数字）在系统中被误用或错误处理时，就会发生随机数错误。

随机数通常用于密码学、网络安全和 Web 应用程序中，以防止攻击者拦截并恶意重新传输数据的重放攻击。当它们生成或使用不当时，它们会产生漏洞，从而无法达到其目的。

随机数错误使攻击者能够绕过身份验证系统、篡改数据完整性并冒充合法用户。它们是严重的缺陷，危及技术和应用程序的安全和信任。随着系统变得越来越互连和相互依赖，随机数错误可能会产生连锁后果，影响许多用户和服务。

Nonce 错误的类型

随机数错误有多种类型，包括：

• 随机数重用：随机数被意外使用两次，从而允许重放攻击。这是一个常见错误，可能会产生严重影响。

• 可预测的随机数：随机数以可预测的方式生成，使攻击者能够猜测未来的随机数并发起重放攻击。

• 过期随机数：由于同步问题，基于时间的随机数在使用前过期，导致它们无用。

• 随机数生成缺陷：用于生成随机数的算法或代码中的错误会导致随机数具有低熵和随机性，从而使攻击者能够猜测它们。

随着对技术的依赖迅速增长，此类错误的影响被放大，使安全性成为日益紧迫的问题。

不确定什么是随机数以及为什么（或在哪里）使用它。在深入探讨该主题之前，让我们先了解一些基础知识！

密码学中的随机数是什么？

随机数是仅使用一次的数字。在密码学和网络安全中，随机数用于防止重放攻击，即攻击者拦截数据并恶意重新传输数据。随机数是随机生成的，并且仅使用一次，确保相同的数据不会传输两次。这使接收者能够检测到重复传输，从而防止攻击。

另请阅读：加密货币中的随机数是什么？

Web 开发中的 Nonce 是什么？

在 Web 开发中，随机数用于验证表单。生成随机数并将其嵌入表单中。提交表单后，随机数将发送回服务器。服务器检查随机数是否匹配，确认提交来自原始表单。这可以防止跨站点请求伪造 (CSFR) 攻击，即攻击者在网站上提交表单以执行恶意操作。虽然随机数可以用作 CSRF 保护机制的一部分，但值得注意的是，它们并不是唯一使用的方法。

Nonce 错误的常见原因

造成随机数错误的常见原因有以下几种：

• 随机数生成能力弱或有缺陷。如果用于生成随机数的算法或代码有缺陷或生成的随机数几乎没有熵，攻击者就可以猜测它们。

• 重复使用随机数。意外地重用随机数是一个简单但灾难性的错误。它立即启用重放攻击并使随机数的目的变得无用。严格的政策必须防止任何重复使用。

• 不正确的随机数过期。如果基于时间的随机数由于时钟同步问题或网络延迟而在使用前过期，它们将变得毫无用处。

• 分布式随机数生成问题。在多个节点生成随机数的分布式系统中，相同的随机数可以在不同的节点上使用，从而允许跨节点重放。

• 更新失败。软件和系统需要不断维护和修补，以解决新的漏洞。及时更新随机数生成软件和系统对于防止攻击者利用已知的弱点至关重要。

Nonce 错误的后果

随机数错误的影响范围从数据损坏到灾难性的安全故障：

• 如果重复使用随机数，数据完整性可能会受到损害，因为攻击者可以重放旧数据。

• 可以使用重放攻击绕过依赖随机数的身份验证和授权系统。

如何防止随机数错误？

为了避免随机数错误的危险，我们必须：

• 使用加密安全技术生成具有高熵和随机性的随机数。这意味着使用随机数生成技术来产生具有最大不可预测性的随机数。应避免使用线性同余生成器和其他弱 PRNG。建议使用基于熵源的加密安全 PRNG。熵和随机性越大，随机数就越难猜测。

• 建立严格的随机数过期政策并阻止重复使用随机数。它们的使用寿命应该很短，例如几分钟，并且应在使用后立即丢弃。这最大限度地减少了重放攻击的机会窗口。

• 仔细管理分布式系统中的随机数，以防止跨节点的无意重用。在多个节点生成随机数的系统中，必须有一种机制来确保相同的随机数永远不会被使用两次。

• 对随机数生成和处理过程进行严格的测试和审核。应彻底测试随机数生成软件和系统，以找出任何弱点。他们还应该接受独立专家的定期安全审核，以发现新的漏洞。

• 为每个系统和目的使用唯一的随机数。切勿在身份验证系统、区块链网络、Web 应用程序或任何其他平台之间重复使用随机数。独特的随机数可防止一个系统中的漏洞影响其他系统。

通过这些最佳实践，可以最大限度地降低随机数错误的风险。然而，随着技术的进步，新的威胁将会出现，因此需要不断警惕和适应。安全是一个旅程，而不是目的地。