使用按位运算符测试 SHA-256 摘要的相等性答案

【问题标题】：Testing equality of SHA-256 digests using bitwise operators使用按位运算符测试 SHA-256 摘要的相等性
【发布时间】：2017-04-05 23:37:34
【问题描述】：

我正在一个 nodeJS 应用程序中实现一个令牌系统，我需要检查两个使用 SHA256 散列的字符串是否相等。我最初的想法是，我可以使用严格的相等运算符 (hash1 === hash2) 简单地测试相等性，因为如果摘要具有相同的输入，它们应该产生相同的字符串。但是，我看到 Paragon Initiative 的一篇文章声称在每个字符的 ascii 代码上使用按位运算符比较字符串更安全。

为了比较摘要标记，Paragon 代码使用以下代码 sn-p (PHP)：

public static function hash_equals($hash1, $hash2)
    ...

    $res = 0;
    $len = \strlen($hash1);
    for ($i = 0; $i < $len; ++$i) {
        $res |= \ord($hash1[$i]) ^ \ord($hash2[$i]);
    }
    return $res === 0;
}

基本上，每个索引处的字符使用按位异或，然后使用按位或保存到标志值。如果任何字符不匹配，则将差异保存在$res。

这比使用严格的字符串比较更有效吗？哈希摘要只是字符串，我不知道为什么简单的字符串比较不如显式检查字符串中的每个 sing 字节有效。

文章参考：https://paragonie.com/blog/2015/04/secure-authentication-php-with-long-term-persistence 代码参考：https://github.com/psecio/gatekeeper/blob/7b8ec374e208148692316a34c1b4700d5407ef9b/src/Psecio/Gatekeeper/Gatekeeper.php

更新：

我研究了一下，npm 上的 scmp 工具可用于 Javascript 中的恒定时间字符串比较。

截至 2017 年 4 月 5 日，根据 nsp 和 snyk 工具，它没有漏洞。

【问题讨论】：

标签： php node.js sha256

【解决方案1】：

编辑：Use built in hash_equals in PHP for timing attack resistant compares. 见hash_equals PHP doc.左下方说明。

您不应该使用字符串比较来测试哈希值的原因是它们经过优化，可以在知道字符串不相等时立即返回。

在普通代码中，这是一件好事。您希望尽快获得结果。但是，在安全方面，这会泄露信息。

如果攻击者反复提交不同的字符串，并且能够测量到他被拒绝访问之前的时间量的差异，他可以用它来确定他正确猜测了多少子字符串。

请参阅this post on security.stackexchange.com 和this blog post on timing attacks 了解更多信息。

【讨论】：

从你所说的来看，我认为我发布的代码中 for 循环的目的是确保每次处理哈希摘要所花费的时间相同，即使检测到错误，也会处理整个字符串长度。我想如果我想在我的应用程序中使用它，我只需要在 javascript 中实现相同的方法。
这个工作需要按位比较吗？该解决方案的要点是，使用常规比较可以导致提前返回。如果您确保比较每个字符，是否使用常规字符比较 (===) 而不是按位运算符（^ 和 |）比较匹配索引处的字符？
@Copernicus 看起来 npmjs.com/package/secure-compare 可能是你想要的

【解决方案2】：

以比较普通字符串的方式比较哈希可能会使您的程序/应用程序/网站/任何东西容易受到timing attacks的影响。
普通的字符串比较很快，你会尽快得到结果。但是在安全性方面，这种比较会泄露信息。通过测量检查某些字符串所需的时间差异，攻击者可以确定他猜对了多少子字符串。 （Anthony Ferrara 发布了一个非常好的article 详细解释了这一点）

为了防止这种情况发生，我们必须使用完全相同的时间检查两个哈希值。在PHP（>5.6.0）中可以使用定时攻击安全字符串比较功能hash_equals()。

【讨论】：