为什么 hash_equals 要求对比的两个哈希值长度必须相同？背后的安全原因是什么？

在 PHP 中，hash_equals() 是一个用来安全比较两个字符串是否相等的函数，特别是在处理哈希值时，它能避免一些常见的安全漏洞。然而，有一个特别值得注意的规则：hash_equals() 要求用于比较的两个哈希值长度必须完全相同。那么，为什么这个规则存在呢？背后的安全原因是什么？

1. 防止时间攻击

hash_equals() 的设计是为了抵御时间攻击（Timing Attack）。时间攻击是一种通过观察程序在处理不同输入时所花费的时间差来推测出输入内容的攻击方式。理论上，如果我们对两个哈希值进行逐位比较，当它们不同时，比较操作会提前终止，并返回不同的结果。这意味着较长的哈希值会在计算过程中花费更多的时间，从而给攻击者提供了一个潜在的信号。攻击者可以通过分析比较所花费的时间，逐渐推测出哈希值的内容。

为了防止这种攻击，hash_equals() 在实现时采用了恒定时间比较的策略，也就是说，它总是会检查每一个字符，即使两个哈希值的第一个字符就已经不同。因此，整个比较过程的执行时间是固定的，无论哈希值是否相同。只有在两个哈希值长度相同的情况下，这种恒定时间的比较才是可靠的。如果两个哈希值的长度不同，比较过程会被提前结束，这就可能给攻击者留下可利用的时间差，暴露出敏感信息。

2. 确保哈希值的完整性

哈希算法的目的是将任意长度的数据映射成固定长度的字符串。如果在比较时，哈希值的长度不一致，说明它们来自不同的输入数据，或者哈希算法的实现存在不一致。通过要求哈希值的长度相同，hash_equals() 可以确保比较的是同一类型的数据，避免误比较。

例如，假设有一个应用程序存储了一个用户密码的哈希值，在验证密码时，如果传入的哈希值长度与存储的哈希值长度不一致，那么可以肯定地认为这两个哈希值来自不同的源。通过检查哈希值的长度，hash_equals() 可以避免在验证过程中发生不必要的错误。

3. 防止哈希碰撞

哈希碰撞是指两个不同的输入值产生相同的哈希值。虽然现代哈希算法（如 SHA-256）设计上尽量减少碰撞的概率，但仍然无法完全避免。为了进一步减少安全漏洞，hash_equals() 强制要求哈希值的长度一致，防止在比较过程中因不同长度的哈希值被误判为相同而产生的潜在安全风险。

如果两个哈希值长度不相同，攻击者就可以通过构造输入值，试图利用哈希算法的碰撞漏洞，进行攻击。因此，只有在哈希值长度一致的情况下，hash_equals() 才能有效保障哈希值的安全性。

4. 简化开发者的安全决策

对开发者而言，手动实现一个安全的字符串比较函数时，常常需要考虑多种安全漏洞，如缓冲区溢出、时间攻击等。hash_equals() 在 PHP 中提供了一个安全的、高效的哈希比较方式，开发者只需要关注哈希值本身，而无需担心是否正确实现安全比较。而要求哈希值长度一致，进一步减少了开发者需要做的判断和防护，提升了代码的安全性和可维护性。

结论

hash_equals() 要求对比的哈希值长度必须相同，这个规则背后主要是出于防止时间攻击、确保哈希值完整性、防止哈希碰撞以及简化开发者的安全决策等多重考虑。通过这个设计，PHP 提供了一种高效且安全的哈希值比较方式，帮助开发者保护应用免受常见的安全攻击。