라떼군 이야기

Java 그리고 리눅스 환경에서 Random Number 생성 지연 이슈

Problem

Java를 사용하고 리눅스 환경에서 Random Number를 생성할 때 약 10초 이상의 지연이 발생했다. SecureRandom¹을 사용하고 있었고, Random을 필요로 하는 클래스에서 클래스가 생성될 때 랜덤 시드를 설정해주고 있었다. 참고로 윈도우 환경의 같은 코드에서는 문제가 없었다. 참고로 문제가 있었던 코드의 일부는 다음과 같다.

public Signature(String key) {
    ...

    try {
        random = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG");
        byte[] seed = random.generateSeed(NONCE_BYTE_LENGTH);
        random.setSeed(seed);

    } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
    }

    Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
}

Solution

1. Avoiding JVM Delays Caused by Random Number Generation² 설명이 되있듯이 Java는 기본 /dev/random를 사용하고 있고 이것은 플랫폼(운영체제)에 의존성이 있는데, 시스템에 노이즈 신호를 기다려 그것을 랜덤 함수 결과를 생성하는데 이용하기 때문에 지연현상이 발생할 수 있다. $JAVA_HOME/jre/lib/security/java.security를 수정해서 /dev/urandom으로 변경하면 결과를 빠르게 얻을 수 있지만 /dev/random이 더 안전한 방식이다.

2. 또는, 1의 방법을 톰캣 실행시 옵션을 추가해서 수정할 수도 있다.³

3. 이번 경우에는 1,2를 수정해줘도 해결되지 않았는데 코드에도 문제가 있었기 때문이었다. SecureRandom를 초기화하고 seed를 설정하는 부분을 아래와같이 초기화 시 한번만 실행되도록 변경하는 것으로 해결했다.⁴

    try {
        if (random == null) { // random is static variable
            random = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG");
            byte[] seed = random.generateSeed(NONCE_BYTE_LENGTH);
            random.setSeed(seed);
        }

    } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
    }

4. 그리고 추가로 Security Provider를 설정하는 부분도 중복해서 처리되지 않도록 변경해 주었다.

    if (Security.getProvider(BouncyCastleProvider.PROVIDER_NAME) == null) {
        Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
    }

References