首页
/ OpenSSL项目中FIPS模式下RAND_seed调用死锁问题分析与修复

OpenSSL项目中FIPS模式下RAND_seed调用死锁问题分析与修复

2025-05-06 22:47:49作者:农烁颖Land

在OpenSSL项目的开发过程中,我们发现了一个在FIPS模式下调用RAND_seed函数时出现的死锁问题。这个问题涉及到多线程环境下的锁竞争,以及OpenSSL内部随机数生成器的初始化流程。

问题背景

当程序显式加载'legacy'、'default'和'fips'三个provider后调用RAND_seed()函数时,会出现程序挂起的情况。通过分析堆栈跟踪,我们发现死锁发生在CRYPTO_THREAD_read_lock调用处。

死锁原因分析

问题的根本原因在于OpenSSL内部锁的使用方式:

  1. 在rand_get0_primary()函数中,首先获取了dgbl->lock锁
  2. 随后在ossl_rand_get0_seed_noncreating()函数中,又尝试获取同一个锁
  3. 由于OpenSSL使用的不是递归锁,导致线程在尝试重复获取同一个锁时发生死锁

特别值得注意的是,这个问题仅在加载FIPS provider时出现。当只加载'legacy'和'default' provider时,EVP_RAND_fetch()会返回有效值,不会触发这个死锁路径。

技术细节

在OpenSSL 3.5.0版本中,EVP_RAND_fetch()的参数发生了变化:

  • 3.3.2版本:使用'SEED-SRC'和'-fips'作为参数
  • 3.5.0版本:使用'SEED-SRC'和空字符串作为参数

这种变化导致了不同的执行路径,最终触发了锁竞争问题。

解决方案

开发团队提出了一个修复方案,主要修改了rand_get0_primary()函数的实现逻辑:

  1. 优化了锁的获取和释放顺序,避免嵌套锁
  2. 重新组织了seed和primary DRBG的初始化流程
  3. 增加了错误处理和资源释放逻辑

关键改进点包括:

  • 提前获取seed值并暂存
  • 在持有锁之前完成大部分初始化工作
  • 实现了更安全的资源管理

对开发者的建议

对于使用OpenSSL FIPS模式的开发者,建议:

  1. 关注OpenSSL的版本更新,及时应用修复补丁
  2. 在多线程环境下使用OpenSSL时,特别注意锁的使用
  3. 对于关键的安全操作,考虑添加适当的错误处理和超时机制

总结

这个案例展示了在复杂的安全库中,即使是看似简单的函数调用也可能因为多线程和模块交互而产生意料之外的问题。OpenSSL团队通过仔细分析锁的使用情况和重构初始化流程,有效地解决了这个死锁问题,为开发者提供了更稳定的FIPS模式支持。

对于安全敏感的应用,理解底层库的行为模式至关重要。这个问题的解决不仅修复了一个具体的bug,也为类似的多线程安全问题提供了参考解决方案。

登录后查看全文
热门项目推荐

热门内容推荐

最新内容推荐

项目优选

收起
docsdocs
OpenHarmony documentation | OpenHarmony开发者文档
Dockerfile
149
1.95 K
kernelkernel
deepin linux kernel
C
22
6
openHiTLSopenHiTLS
旨在打造算法先进、性能卓越、高效敏捷、安全可靠的密码套件,通过轻量级、可剪裁的软件技术架构满足各行业不同场景的多样化要求,让密码技术应用更简单,同时探索后量子等先进算法创新实践,构建密码前沿技术底座!
C
980
395
ohos_react_nativeohos_react_native
React Native鸿蒙化仓库
C++
192
274
RuoYi-Vue3RuoYi-Vue3
🎉 (RuoYi)官方仓库 基于SpringBoot,Spring Security,JWT,Vue3 & Vite、Element Plus 的前后端分离权限管理系统
Vue
931
555
openGauss-serveropenGauss-server
openGauss kernel ~ openGauss is an open source relational database management system
C++
145
190
nop-entropynop-entropy
Nop Platform 2.0是基于可逆计算理论实现的采用面向语言编程范式的新一代低代码开发平台,包含基于全新原理从零开始研发的GraphQL引擎、ORM引擎、工作流引擎、报表引擎、规则引擎、批处理引引擎等完整设计。nop-entropy是它的后端部分,采用java语言实现,可选择集成Spring框架或者Quarkus框架。中小企业可以免费商用
Java
8
0
金融AI编程实战金融AI编程实战
为非计算机科班出身 (例如财经类高校金融学院) 同学量身定制,新手友好,让学生以亲身实践开源开发的方式,学会使用计算机自动化自己的科研/创新工作。案例以量化投资为主线,涉及 Bash、Python、SQL、BI、AI 等全技术栈,培养面向未来的数智化人才 (如数据工程师、数据分析师、数据科学家、数据决策者、量化投资人)。
Jupyter Notebook
75
66
openHiTLS-examplesopenHiTLS-examples
本仓将为广大高校开发者提供开源实践和创新开发平台,收集和展示openHiTLS示例代码及创新应用,欢迎大家投稿,让全世界看到您的精巧密码实现设计,也让更多人通过您的优秀成果,理解、喜爱上密码技术。
C
65
518
CangjieCommunityCangjieCommunity
为仓颉编程语言开发者打造活跃、开放、高质量的社区环境
Markdown
1.11 K
0