랜덤(random)한 20바이트의 데이터를 얻어와서 그걸 십육진수 문자열(hex string)로 출력하려면 어떻게 해야 할까? 셸에서 아래 한 줄만 실행하면 된다. (출처)

xxd -l 20 -p /dev/urandom

실행 결과는 다음과 같다. 출력되는 값은 실행할 때마다 달라진다.

$ xxd -l 20 -p /dev/urandom
e76f9c0cef52a6603595572df880914d17374eaf

1바이트는 십육진수 두 자리로 표현된다. 따라서 20바이트의 데이터는 위와 같이 십육진수 40자리로 표현된다.

나는 처음에 dd 명령으로 /dev/urandom에서 20바이트를 가져와서 파이프(|)로 xxd에 넘기는 걸 생각했는데, 검색해 보니 xxd 명령으로 바로 읽을 파일명과 읽을 바이트 수를 지정할 수 있었다.
읽을 바이트 수는 length를 뜻하는 -l 옵션으로 지정하고, 읽을 파일명은 옵션 없이 지정한다.

참고로 위 명령에서 -p 옵션은 읽을 파일명을 지정하는 옵션이 아니다. -p는 그 뒤에 뭐가 붙지 않고 그냥 단독으로 쓰이는 옵션인데, plain hexdump style(여기의 설명을 보면, 다소 생소한 호명이기는 하지만, postscript hexdump style이라고도 부르는 모양이다)로 출력하라는 뜻이다.
만일 위 명령에서 -p 옵션을 생략하면 아래와 같이 헥사 에디터(hexa editor) 스타일로 출력된다.

$ xxd -l 20 /dev/urandom
00000000: b201 fb12 0a2d a356 bce1 7ef0 c9ce 30ef  .....-.V..~...0.
00000010: cd7d 3d4c                                .}=L

그렇다면 20바이트의 랜덤값 10개를 출력하려면 어떻게 해야 할까?

일단, 위 xxd 명령을 10번 반복해서 실행하면 된다. 반복 실행 방법에도 여러 가지가 있지만, 가령 이런 식으로 하면 된다.

$ seq 10 | while read line; do xxd -l 20 -p /dev/urandom; done
bb7af05156bd9fa66651f6dc1e7d584361fdb8ee
989fcab7113439f1f5745f30920ba72ca4624797
f5afbe62a8bc45e7e1125fd044f14bb13ef1d2d2
4ea3d76db27be33daa3d9e3a6b7ecc471d3eebe8
af55ac1355a6c7a69bbb31418067347ec08ec7e4
417ef6539984b392e3891cb6df8b7652d70ab593
3e6fd4b64dcace4d09baff9d12060994e4211bb2
23f9fbd69f1b73bc34efb8e57435e24c68fe89cf
7cef905d6e372af8001a7ec36a87ba618b589fd9
d12db712c0170f1d7cf1c6b37e7e127740a6763d

하지만 이렇게 하면 xxd 명령이 개수만큼 반복해서 실행되기 때문에 비효율적이다. 한번에 200바이트를 통째로 읽어서 이를 20바이트씩 잘라서 출력하는 것이 효과적이다. 다행히 xxd에는 이를 위한 옵션이 있는데 바로 -c 옵션이다. -c 20을 지정하면 20바이트마다 줄바꿈되어 출력된다.

$ xxd -l 200 -c 20 -p /dev/urandom
55c6c1a6303d1ce46166bc16222ec3e1d6e4c47a
528d9dd988709dd221248ff1035440a8321145cb
801a23e962df779e94ec1fd6fa740326cc3d733b
4e9a2858b0f240a872cdc253969753cda2416c28
393ed095c5a5fb4164dfb17398582b541a4a0748
8e02aacd1b4ec80e89222f4d1eb8b6063782f485
89f600bd275082a71a8f95ca62e25894d01c3a74
2477fd3b47858e9d7f9eaf665d332cc6f5d1ddc9
669bb87c3a022c26f4bc78cf7d1b4b4abf6530d6
02e473641469b1ad415edc3946311b9336d7d087

-c 옵션에 대해 발견한 한 가지 사실이 있다.
내 노트북의 리눅스 환경(Ubuntu 20.04 LTS on WSL1)에서 man xxd 명령을 실행하여 xxd의 man page를 보면, -c 옵션으로 지정할 수 있는 칼럼 수의 최대치가 256이라고 나와 있다.

       -c cols | -cols cols
              Format <cols> octets per line. Default 16 (-i: 12, -ps: 30, -b: 6). Max 256.

하지만 역시 내 노트북에서 실제로는 xxd의 -c 옵션에 256을 초과하는 값을 지정해도 기대한 대로 잘 실행된다.

$ xxd -l 512 -c 256 -p /dev/urandom
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
$ xxd -l 514 -c 257 -p /dev/urandom
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
64d6e3fe9b72949b622a3f353d449361e0c8d4f1ae0b939490d8f562d6bec46e68c456ee2a1316bddee21c4b10c50b09cf3ece4ee3ef5bd10fa94146914dceae6ea83027e03560a9aec2a42c63fd746426cf1bfa7dd3ef9797137269cbc444cbd2e056f8e31f5e8c40418954a2569665322c3e3a9ed0c87dc62fad0f10c2da42e5353caa3f1c65d002959d4cf39da2104a3ead2a7612277daa354540b3cf0e32d977faa4d192e453ae9e53dea7298ab4c12d0aa9abdc8fd1aa8f318f3b19c0228908af925bbb5f638a38178f33f073a15a2c31a2680089166bd2c1b63984ce18f3fba26e9c8f7da33ef60e53d269142a71faccabd65d0f992c128eb1d99f71c0fe

내 노트북에서 실행되는 xxd의 버전 정보와 도움말은 아래와 같다. xxd의 각 구현마다 -c 옵션의 실제 최대값이 얼마인지는 좀 더 조사해 볼 필요가 있어 보인다.

$ xxd --version
xxd V1.10 27oct98 by Juergen Weigert
$ xxd --help
Usage:
       xxd [options] [infile [outfile]]
    or
       xxd -r [-s [-]offset] [-c cols] [-ps] [infile [outfile]]
Options:
    -a          toggle autoskip: A single '*' replaces nul-lines. Default off.
    -b          binary digit dump (incompatible with -ps,-i,-r). Default hex.
    -C          capitalize variable names in C include file style (-i).
    -c cols     format <cols> octets per line. Default 16 (-i: 12, -ps: 30).
    -E          show characters in EBCDIC. Default ASCII.
    -e          little-endian dump (incompatible with -ps,-i,-r).
    -g          number of octets per group in normal output. Default 2 (-e: 4).
    -h          print this summary.
    -i          output in C include file style.
    -l len      stop after <len> octets.
    -o off      add <off> to the displayed file position.
    -ps         output in postscript plain hexdump style.
    -r          reverse operation: convert (or patch) hexdump into binary.
    -r -s off   revert with <off> added to file positions found in hexdump.
    -s [+][-]seek  start at <seek> bytes abs. (or +: rel.) infile offset.
    -u          use upper case hex letters.
    -v          show version: "xxd V1.10 27oct98 by Juergen Weigert".

한편, 만약에 xxd 명령의 -c 옵션의 최대치가 실제로 256으로 제한된다면 어떻게 해야 할까?
이 질문을 일반화하면
‘일반적인 바이트 배열을 n바이트마다 줄바꿈(개행 문자 \n 삽입)해서 출력하려면 어떻게 해야 하는가?’
라는 질문이 된다.
구글에서 add newline at n bytes in shell로 검색해 보면 명령행에서 이 질문에 대한 (완전한 혹은 부분적인) 여러 가지 해법을 찾을 수 있는데, 거기까지 논하기엔 글이 너무 길어지므로 다음 기회로 미루는 게 좋을 것 같다.

여기서는 /dev/urandom과 관련하여 한 가지만 덧붙이고 끝내겠다.

/dev/urandom은 랜덤 바이트를 공급하는 특수 파일이다. 그런데, 이 /dev/urandom 파일 역시 /dev/zero와 마찬가지로 데이터를 끝없이 공급하기 때문에, 파일 전체를 다 읽거나 파일의 끝을 찾으려고 하면 안 된다. 반드시 읽을 바이트 수를 한정할 수 있는 명령(이를테면 dd, head, 그리고 방금 소개한 xxd 명령 등)을 사용해서 다뤄야 한다.
tail명령으로 /dev/urandom 끝의 N바이트를 가져오려고 하면 실행이 끝나지 않고 무한정 계속 실행된다.
cp 명령으로 /dev/urandom의 전체 내용을 복사하려고 하면 디스크의 남은 공간을 다 채우기 전까지 계속 실행된다.

/dev/urandom 말고 /dev/random이라는 것도 있다. 역시 글이 길어질 듯 하여 다음 글에서 이야기해 보겠다.