PHP又出Bug了?md5('240610708')竟然等于 md5('QNKCDZO')!

如下图所示,'240610708''QNKCDZO' 是两个完全不同的字符串,它们的 MD5 哈希值自然也不相同。可为什么明明不同,PHP 还会认为这两个哈希值相等呢?更离谱的是,从 2004 年底的 PHP 4.3.10 版本开始,这个"问题"至今一直存在,所有后续版本都会认为它们是相等的

难道是 PHP 又出 bug 了?还是这背后另有隐情?让我们一探究竟!

这看起来的确像是 PHP 的一个 bug。但实际上,这只是 == 弱类型比较运算符带来的副作用 。这个副作用的危害在于,只要还在用 == 进行哈希值比较,就无疑会埋下安全隐患!

我们先来看看这两个本不相同的 MD5 哈希值有什么特点,

php 复制代码
0e462097431906509019562988736854
0e830400451993494058024219903391

不难发现,这两个哈希值都0e 开头,并且 0e 之后全是数字

在 PHP 中,对于形如 '0e[0-9]+' 的字符串,PHP 会尝试将它解析为用科学计数法表示的数字,即:

php 复制代码
0e462097431906509019562988736854
  => 0 × 10的462097431906509019562988736854次方 = 0
  
0e830400451993494058024219903391
  => 0 × 10的830400451993494058024219903391次方 = 0

由于 0 乘以任何数都等于 0,所以实际比较的是 0 == 0 吗?结果当然是 true,这才导致了这个看似 bug 的现象。


再从 PHP 源代码的角度来看,如果弱类型比较运算符 == 两边的值都是字符串,那么会执行 zendi_smart_strcmp() 这个函数。而这个函数最初要做的,就是试图通过 is_numeric_str_function() 将字符串转换成对应的数字,成功转换成数字后,再对数字进行比较。

对于形如 '0e[0-9]+' 的科学计数法字符串,无论 e 之后是什么,都会被转换成浮点数 0,0 自然等于 0 喽,所以 == 比较的结果为 true


了解了不同的 MD5 哈希值会被 PHP 中的 == 判定为相同的原理后,就再来看看这个问题带来的危害吧。

显然,这个问题可能导致严重的安全漏洞:如果某个系统使用 md5($password . $salt) == $stored_hash 来验证用户身份,那么攻击者就可能找到另一个字符串,即使不是正确的密码,但加盐后的 MD5 哈希值满足 '0e[0-9]+' 的条件,而刚好来自数据库中的 $stored_hash 也是 0e 开头之后全是数字,这样的话攻击者就可以绕过密码验证了。

那如何堵住这个安全漏洞呢?

既然漏洞是由弱类型比较运算符 == 引起的,那最简单的办法就是改用 === 进行严格比较。而更好的方法是,使用 PHP 5.6+ 提供的专门用于 哈希值比较 的安全函数 hash_equals()。该函数还能通过牺牲性能来防止时序攻击。其源代码的注释中写道:这是安全性敏感的代码,千万别为了追求速度去优化啊!

时序攻击(timing attack)是一种通过测量代码执行时间的微小差异 来推测机密信息的攻击方式,比如对于普通的 === 比较,其执行时间会因不一致的字符的出现位置的不同而不同。例如,相较于两个字符串的第一个字符就不相同,前面的字符全部一致,只有最后一个字符不同,后者的运算时间应该更长。

而更安全的做法是改用 PHP 5.5+ 提供的 password_hash() 函数来生成哈希值,并搭配 password_verify() 函数进行校验,而不要使用 MD5 进行安全相关的哈希计算。

总之,MD5 早已不再安全,PHP 的弱类型比较 == 又让这个问题雪上加霜。在实际开发中,我们应该避免使用 MD5 进行身份验证。

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