php hash碰撞攻击与防御（转）

发布时间：2019-09-05编辑：lianpenglin阅读（1920）

一、前言

hash碰撞攻击就是构造恶意的数据是hash表退化为链表，每次插入数据都会遍历链表，消耗大量服务器资源，从而达到攻击目的。php的数组就是利用hash表实现的，对于碰撞的数据，php采用双向链表解决方案，所以可以利用PHP的数组进行hash碰撞攻击。




二、模拟攻击

很多接口都采用json数据格式来传输，通常php都会使用php:input获得数据流，然后使用json_decode解析json数据。例如：

$json = file_get_contents('php://input');
$arr = json_decode($json, true);
var_dump($arr);

这种很容易被人利用hash碰撞攻击，导致cpu资源被耗尽。




下面我们来看看构造65536个元素的正常数组和恶意数组所需要的时间：

创建一个test.php脚本，写入

$size = pow(2, 16);
$arr = [];
$startTime = microtime(true);
for($i=0,$k=0; $i<$size; $i++,$k+=$size) {
        $arr[$k] = 0;
}
$endTime = microtime(true);
echo "恶意插入{$size}个元素耗时 ", $endTime - $startTime, " s\n";

file_put_contents('./hash.json', json_encode($arr));

$arr = [];
$startTime = microtime(true);
for($i=0; $i<$size; $i++) {
    $arr[$i] = 0;
}
$endTime = microtime(true);
echo "正常插入{$size}个元素耗时 ", $endTime - $startTime, " s\n";

先用php5.6运行此脚本：



由上图可以看到耗时相差巨大。




下面再用php7运行此脚本：






由上图可以看出php7比php5.6耗时短的多，这是由于php7优化了hash表的结构和算法，性能提升很多。但恶意插入还是比正常插入耗时长的多。




我们再写一个简单的接口，利用刚才生成的恶意的数据来模拟攻击，同时利用top命令看看系统资源消耗。

脚本：

$json = file_get_contents('php://input');
$startTime = microtime(true);
$arr = json_decode($json, true);
$endTime = microtime(true);
echo "解析数据耗时 ", $endTime - $startTime, " s\n";

攻击前的系统资源占用情况：



下面利用curl模拟攻击：



同时使用top命令查看：



可以看到cpu资源被耗尽，这还只是一条请求，如果使用ab压力测试，cpu资源会长时间被耗尽。

可以使用以下命令模拟：

ab -n 1000 -c 100 -s 1000 -p './hash.json' http://127.0.0.1/test2.php

会发现cpu一直处于100%，要想停下来，只有重启php-fpm。

service php-fpm restart

至于hash碰撞攻击的原理，网上很多，我就不详细说了，下面说说怎么防御。

三、hash碰撞攻击的防御

其实不光json_decode有这个问题，牵扯到数组的都会有这个问题。比如GET/POST/COOKIE，均有此问题。

GET/POST/COOKIE可以通过设置max_input_vars来解决。打开php.ini文件，找到此位置，修改其值，默认大小是1000。



至于json_decode这个问题，通常都是在接口容易被攻击。

所以通常用以下方法解决：

1、加密传输数据，自家应用接口可以采用对称加密，因为加解密速度快。开放给第三方的接口可以使用非对称加密，虽然加解密速度没有对称加密快，但是更安全点。

2、使用$json = file_get_contents('php://input');获取数据后校验数据长度，根据业务特点规定最大长度，超过这个长度就报错。

3、也可以将接收到的数据转为json对象，而不转成数组。即json_decode()函数不要设置第二个参数为true

4、使用php7以上版本，php7相比于php5，性能提升非常多。

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