Hash_equalsは、Hash衝突によってもたらされるセキュリティリスクをどのように効果的に防止しますか？

M66 2025-08-11

現代のWeb開発では、セキュリティは常に最も重要な懸念の1つです。ハッシュアルゴリズムは、パスワード検証やID検証など、多くのフィールドで広く使用されています。ただし、ハッシュアルゴリズムの使用には、潜在的なセキュリティリスク、特にハッシュ衝突のリスクも伴います。この課題を満たすために、PHPはHash_equals（）関数を提供します。これにより、ハッシュ値の不適切な比較によって引き起こされるセキュリティの問題を効果的に回避できます。この記事では、Hash_equals（）関数がHash衝突によってもたらされるセキュリティリスクを効果的に防止する方法について説明します。

ハッシュ衝突の概念

ハッシュ衝突とは、異なる入力データがハッシュアルゴリズムを通過した後に同じハッシュ値を生成するという事実を指します。ハッシュ関数は無限のデータを有限のハッシュ空間にマップするため、2つの異なる入力データが同じハッシュ値を生成する可能性があります。これはハッシュ衝突と呼ばれます。ほとんどのハッシュアルゴリズムは、より強力で衝突の可能性が低いように設計されていますが、ハッシュ衝突は、パスワードストレージ、デジタル署名など、いくつかのデリケートなアプリケーションに深刻なセキュリティ問題をもたらす可能性があります。

ハッシュ比較に関するよくある質問

PHPでは、ハッシュ比較には== OR ===オペレーターをよく使用します。ただし、この直接比較方法は、ハッシュ衝突によってもたらされるセキュリティリスクを効果的に防ぐことはできません。理由は次のとおりです。

文字列比較の短絡挙動：PHPでは、 ==比較演算子はタイプ変換と短絡操作を実行します。たとえば、2つの文字列の長さが異なる場合、PHPは、文字で文字を比較することなく、比較する前にそれらが等しくないことを直接決定します。この機能は攻撃者によって悪用され、潜在的なセキュリティの脆弱性を引き起こす可能性があります。
時間攻撃：PHPデフォルトの文字列比較には、時間の漏れの問題があります。 2つのハッシュが完全に異なる場合でも、比較の時差は攻撃者に貴重な手がかりを提供できます。たとえば、攻撃者は、ハッシュ値のさまざまな部分を決定するためにリクエストを繰り返し送信することにより、正しいハッシュを推測できます。

Hash_equals（）の仕組み

PHPは、2つのハッシュ値を安全に比較するために使用されるHash_equals（）関数を提供します。 Hash_equals（）は、ハッシュの衝突や時間攻撃を回避するために特別に設計されています。その重要な機能には次のとおりです。

固定長の比較： hash_equals（）は、それらがまったく同じであることを保証し、2つの文字列バイトバイトを比較することにより、常に同じ時間を使用します。入力データに違いがある場合でも、比較プロセスによって消費される時間は一定です。このようにして、攻撃者は時間差によってハッシュ値を推測することはできません。
短絡を防ぐ：比較のために==演算子を直接使用するのとは異なり、 hash_equals（）は、最初の異なる位置が見つかるまで、2つの文字列の各文字を1つずつ比較します。これにより、場合によっては2つの文字列が異なる長さまたは内容を持っていても、比較プロセスが早期に終了しないことが保証されます。
パフォーマンスの最適化： Hash_equals（）関数は、パフォーマンス要因を考慮して設計され、最適化アルゴリズムを使用して、時間攻撃を回避しながら、プログラムのパフォーマンスに過度に影響を与えることはありません。

Hash_equals（）を使用して、ハッシュ値を比較します

実際の開発では、特にパスワード検証またはデジタル署名検証に関しては、ハッシュ値を比較する必要があります。 Hash_equals（）を使用すると、ハッシュ値の比較のセキュリティを確保し、潜在的な時間攻撃を回避できます。 Hash_equals（）を使用したハッシュ値の比較の例を次に示します。

 <span><span><span class="hljs-meta">&lt;?php</span></span><span>
</span><span><span class="hljs-comment">// これがデータベースに保存されているハッシュパスワードだと仮定します</span></span><span>
</span><span><span class="hljs-variable">$stored_hash</span></span><span> = </span><span><span class="hljs-string">'$2y$10$V56J9qz4dFZyFiq8A5B72qf6lmXjUM3gj/qkQTqFtCNUZ.Y6TnYWy'</span></span><span>; 

</span><span><span class="hljs-comment">// ユーザーが入力したパスワード</span></span><span>
</span><span><span class="hljs-variable">$user_input_password</span></span><span> = </span><span><span class="hljs-string">'user_password'</span></span><span>;

</span><span><span class="hljs-comment">// 使用 password_hash() 函数对ユーザーが入力したパスワード进行哈希</span></span><span>
</span><span><span class="hljs-variable">$user_input_hash</span></span><span> = </span><span><span class="hljs-title function_ invoke__">password_hash</span></span><span>(</span><span><span class="hljs-variable">$user_input_password</span></span><span>, PASSWORD_BCRYPT);

</span><span><span class="hljs-comment">// ハッシュ値を比較します</span></span><span>
</span><span><span class="hljs-keyword">if</span></span><span> (</span><span><span class="hljs-title function_ invoke__">hash_equals</span></span><span>(</span><span><span class="hljs-variable">$stored_hash</span></span><span>, </span><span><span class="hljs-variable">$user_input_hash</span></span><span>)) {
    </span><span><span class="hljs-keyword">echo</span></span><span> </span><span><span class="hljs-string">"パスワードを修正します，合格した認証！"</span></span><span>;
} </span><span><span class="hljs-keyword">else</span></span><span> {
    </span><span><span class="hljs-keyword">echo</span></span><span> </span><span><span class="hljs-string">"エラーパスワード，認証に失敗しました！"</span></span><span>;
}
</span><span><span class="hljs-meta">?&gt;</span></span><span>
</span></span>

上記のコードでは、 hash_equals（）を使用して、保存されたハッシュパスワードをユーザーが入力したハッシュ値と安全に比較します。入力されたパスワードが正しいかどうかに関係なく、 hash_equals（）は、ハッシュ値の比較中に時間差が開示されないようにし、それによって時間攻撃を防ぐことができます。

直接比較の代わりにhash_equals（）を使用する理由

時間攻撃を防ぐ： Hash_equals（）は、比較の時間が一定であり、ハッシュコンテンツの影響を受けないことを保証します。したがって、攻撃者は、比較すると時間を分析することにより、ハッシュ値に関する詳細情報を取得できません。
改善されたセキュリティ： ==演算子を使用した直接比較は、特にハッシュ値が長い場合、または長さが一貫していない場合、複数の潜在的なセキュリティリスクを提示できます。 Hash_equals（）は、バイトバイトで比較し、時間の一貫性を維持することにより、これらの問題を回避します。
実装が簡単： hash_equals（）を使用することは、コードのセキュリティを改善するためのシンプルで効果的な方法です。開発者は、複雑な比較ロジック自体を書く必要はありません。攻撃に抵抗するコードの能力を高めるために、 == OR ==演算子を交換するだけです。

要約します

Hash_equals（）関数は、ハッシュ値を安全に比較するためのPHPの強力なツールです。特にハッシュの衝突や時間攻撃を防ぐ際に、不適切な比較によって引き起こされるセキュリティリスクを効果的に防ぐことができます。一定の比較時間とバイトバイトセーフの比較を確保することにより、 Hash_equals（）は、パスワード検証やデジタル署名などの安全で機密性の高い操作を処理する際に信頼できる保護を提供します。

安全で機密のアプリケーションを開発するときは、常にhash_equals（）を使用してハッシュ値を比較し、通常の== OR ===オペレーターを使用しないようにします。これにより、攻撃を防ぐコードの能力が大幅に向上します。

hash_equals