使用 PHP 进行定时攻击

Question

我正在尝试在PHP中产生定时攻击，并使用PHP 7.1和以下脚本：

<?php
$find = "hello";
$length = array_combine(range(1, 10), array_fill(1, 10, 0));
for ($i = 0; $i < 1000000; $i++) {
for ($j = 1; $j <= 10; $j++) {
$testValue = str_repeat('a', $j);
$start = microtime(true);
if ($find === $testValue) {
// Do nothing
}
$end = microtime(true);
$length[$j] += $end - $start;
}
}
arsort($length);
$length = key($length);
var_dump($length . " found");
$found = '';
$alphabet = array_combine(range('a', 'z'), array_fill(1, 26, 0));
for ($len = 0; $len < $length; $len++) {
$currentIteration = $alphabet;
$filler = str_repeat('a', $length - $len - 1);
for ($i = 0; $i < 1000000; $i++) {
foreach ($currentIteration as $letter => $time) {
$testValue = $found . $letter . $filler;
$start = microtime(true);
if ($find === $testValue) {
// Do nothing
}
$end = microtime(true);
$currentIteration[$letter] += $end - $start;
}
}
arsort($currentIteration);
$found .= key($currentIteration);
}
var_dump($found);

这是搜索具有以下约束的单词

• 仅 A-Z
• 最多 10 个字符

脚本查找单词的长度没有任何问题，但单词的值永远不会像定时攻击那样按预期返回。

我做错了什么吗？

脚本遍历长度，正确识别长度。然后，它遍历每个字母(a-z)并检查这些字母的速度。理论上，"haaaa"应该比"aaaaa"稍慢，因为第一个字母是h。然后，它继续五个字母中的每一个。

跑步会产生类似"brhas"的东西，这显然是错误的(每次都不同，但总是错误的)。

Answer 1

我做错了什么吗？

我不这么认为。我尝试了您的代码，我也像您和评论中尝试过的其他人一样，在第二次循环中获得了完全随机的结果。第一个(长度)大多是可靠的，尽管不是 100% 的时间。顺便说一句，建议的$argv[1]技巧并没有真正提高结果的一致性，老实说，我真的不明白为什么应该这样做。

由于我很好奇，我看了一下 PHP 7.1 源代码。字符串恒等函数 (zend_is_identical) 如下所示：

case IS_STRING:
return (Z_STR_P(op1) == Z_STR_P(op2) ||
(Z_STRLEN_P(op1) == Z_STRLEN_P(op2) &&
memcmp(Z_STRVAL_P(op1), Z_STRVAL_P(op2), Z_STRLEN_P(op1)) == 0));

现在很容易理解为什么对长度的第一次定时攻击效果很好。如果长度不同，则永远不会调用memcmp，因此它的返回速度要快得多。即使没有太多迭代，差异也很容易明显。

一旦你弄清楚了长度，在你的第二个循环中，你基本上是在试图攻击底层memcmp。问题在于，时间的差异在很大程度上取决于：

1. memcmp的实施
2. 当前负载和干扰过程
3. 机器的架构。

我推荐这篇标题为"对memcmp进行定时攻击的基准测试"的文章，以获得更详细的解释。他们做了一个更精确的基准测试，但仍然无法在时间上获得明显的明显差异。我只是引用文章的结论：

总之，如果memcmp()受到定时攻击，这在很大程度上取决于情况。