不论应用了哪种碰撞解决定计划略,都导致插入和查找操作的时光复杂度不再是O(1)。以查找为例,不克不及经由过程key定位到桶就停止,必须还要比较原始key(即未做哈希之前的key)是否相等,如不雅不相等,则要应用与插入雷同的算法持续查找,直到找到匹配的值或确认数据不在哈希表中。
PHP是应用单链表存储碰撞的数据,是以实际上PHP哈希表的平均查找复杂度为O(L),个中L为桶链表的平均长度;而最坏复杂度为O(N),此时所稀有据全部碰撞,哈希表退化成单链表。下图PHP中正常哈希表和退化哈希表的示意图。
哈希表碰撞进击就是经由过程精心构造数据,使得所稀有据全部碰撞,工资将哈希表变成一个退化的单链表,此时哈希表各类操作的时光均晋升了一个数量级,是以会消费大年夜量CPU资本,导致体系无法快速响应请求,大年夜而达到拒绝办事进击(DoS)的目标。
Zend哈希表的内部实现
数据构造
PHP中应用一个叫Backet的构造体表示桶,同一哈希值的所有桶被组织为一个单链表。哈希表应用HashTable构造体表示。相干源码在zend/Zend_hash.h下:
- typedef struct bucket {
- ulong h; /* Used for numeric indexing */
- uint nKeyLength;
- void *pData;
- void *pDataPtr;
- struct bucket *pListNext;
- struct bucket *pListLast;
- struct bucket *pNext;
- struct bucket *pLast;
- char arKey[1]; /* Must be last element */
- } Bucket;
- typedef struct _hashtable {
- uint nTableSize;
- uint nTableMask;
- uint nNumOfElements;
- ulong nNextFreeElement;
- Bucket *pInternalPointer; /* Used for element traversal */
- Bucket *pListHead;
- Bucket *pListTail;
- Bucket **arBuckets;
- dtor_func_t pDestructor;
- zend_bool persistent;
- unsigned char nApplyCount;
- zend_bool bApplyProtection;
- #if ZEND_DEBUG
- int inconsistent;
- #endif
- } HashTable;
哈希算法
PHP哈希表最小容量是8(2^3),最安闲量是0×80000000(2^31),并向2的┞符数次幂圆整(即长度会主动扩大为2的┞符数次幂,如13个元素的哈希表长度为16;100个元素的哈希表长度为128)。nTableMask被初始化为哈希表长度(圆整后)减1。具体代码在zend/Zend_hash.c的_zend_hash_init函数中,这里朝长进步与本文相干的部分并加上少量注释。
可以看到,进行哈希碰撞进击的前提是哈希算法特别轻易找出碰撞,如不雅是MD5或者SHA1那根本就没戏了,荣幸的是(也可以说不幸的是)大年夜多半编程说话应用的哈希算法都十分简单(这是为了效力推敲),是以可以不费吹灰之力之力构造出进击数据。下一节精晓过分析Zend相干内核代码,找出进击哈希表碰撞进击PHP的办法。
值得一提的是PHP向2的┞符数次幂取圆整办法异常奇妙,可以背下来在须要的时刻应用。
Zend HashTable的哈希算法异常简单:
- ZEND_API int _zend_hash_init(HashTable *ht, uint nSize, hash_func_t pHashFunction, dtor_func_t pDestructor, zend_bool persistent ZEND_FILE_LINE_DC)
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本文标题:PHP哈希表碰撞攻击原理
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