為什麼hash_equals 要求對比的兩個哈希值長度必須相同？背後的安全原因是什麼？

在PHP 中， hash_equals()是一個用來安全比較兩個字符串是否相等的函數，特別是在處理哈希值時，它能避免一些常見的安全漏洞。然而，有一個特別值得注意的規則： hash_equals()要求用於比較的兩個哈希值長度必須完全相同。那麼，為什麼這個規則存在呢？背後的安全原因是什麼？

1.防止時間攻擊

hash_equals()的設計是為了抵禦時間攻擊（Timing Attack）。時間攻擊是一種通過觀察程序在處理不同輸入時所花費的時間差來推測出輸入內容的攻擊方式。理論上，如果我們對兩個哈希值進行逐位比較，當它們不同時，比較操作會提前終止，並返回不同的結果。這意味著較長的哈希值會在計算過程中花費更多的時間，從而給攻擊者提供了一個潛在的信號。攻擊者可以通過分析比較所花費的時間，逐漸推測出哈希值的內容。

為了防止這種攻擊， hash_equals()在實現時採用了恆定時間比較的策略，也就是說，它總是會檢查每一個字符，即使兩個哈希值的第一個字符就已經不同。因此，整個比較過程的執行時間是固定的，無論哈希值是否相同。只有在兩個哈希值長度相同的情況下，這種恆定時間的比較才是可靠的。如果兩個哈希值的長度不同，比較過程會被提前結束，這就可能給攻擊者留下可利用的時間差，暴露出敏感信息。

2.確保哈希值的完整性

哈希算法的目的是將任意長度的數據映射成固定長度的字符串。如果在比較時，哈希值的長度不一致，說明它們來自不同的輸入數據，或者哈希算法的實現存在不一致。通過要求哈希值的長度相同， hash_equals()可以確保比較的是同一類型的數據，避免誤比較。

例如，假設有一個應用程序存儲了一個用戶密碼的哈希值，在驗證密碼時，如果傳入的哈希值長度與存儲的哈希值長度不一致，那麼可以肯定地認為這兩個哈希值來自不同的源。通過檢查哈希值的長度， hash_equals()可以避免在驗證過程中發生不必要的錯誤。

3.防止哈希碰撞

哈希碰撞是指兩個不同的輸入值產生相同的哈希值。雖然現代哈希算法（如SHA-256）設計上盡量減少碰撞的概率，但仍然無法完全避免。為了進一步減少安全漏洞， hash_equals()強制要求哈希值的長度一致，防止在比較過程中因不同長度的哈希值被誤判為相同而產生的潛在安全風險。

如果兩個哈希值長度不相同，攻擊者就可以通過構造輸入值，試圖利用哈希算法的碰撞漏洞，進行攻擊。因此，只有在哈希值長度一致的情況下， hash_equals()才能有效保障哈希值的安全性。

4.簡化開發者的安全決策

對開發者而言，手動實現一個安全的字符串比較函數時，常常需要考慮多種安全漏洞，如緩衝區溢出、時間攻擊等。 hash_equals()在PHP 中提供了一個安全的、高效的哈希比較方式，開發者只需要關注哈希值本身，而無需擔心是否正確實現安全比較。而要求哈希值長度一致，進一步減少了開發者需要做的判斷和防護，提升了代碼的安全性和可維護性。

結論

hash_equals()要求對比的哈希值長度必須相同，這個規則背後主要是出於防止時間攻擊、確保哈希值完整性、防止哈希碰撞以及簡化開發者的安全決策等多重考慮。通過這個設計，PHP 提供了一種高效且安全的哈希值比較方式，幫助開發者保護應用免受常見的安全攻擊。