Question

在Go的加密库中，我发现了这个函数ConstantTimeByteEq。它做了什么，它是如何工作的？

// ConstantTimeByteEq returns 1 if x == y and 0 otherwise.
func ConstantTimeByteEq(x, y uint8) int {
    z := ^(x ^ y)
    z &= z >> 4
    z &= z >> 2
    z &= z >> 1

    return int(z)
}

Answer 1

x ^ y为x XOR y，x和y的结果为1，y为不同，0为相同的位：

x            = 01010011
y            = 00010011
x ^ y        = 01000000

^（x ^ y）否定了这一点，即你得到的是不同的比特为0，否则为1：

^(x ^ y)     = 10111111 => z

然后我们开始将z向右移动以单独屏蔽其位。换档用零位填充数字的左侧：

z >> 4       = 00001011

目标是将z中的任意零传播到结果中，启动ANDing：

z            = 10111111
z >> 4       = 00001011
z & (z >> 4) = 00001011

也折叠新值以向右移动任何零：

z            = 00001011
z >> 2       = 00000010
z & (z >> 2) = 00000010

进一步折叠到最后一位：

z            = 00001010
z >> 1       = 00000001
z & (z >> 1) = 00000000

另一方面，如果你最初有x == y，那就是这样：

z            = 11111111
z (& z >> 4) = 00001111
z (& z >> 2) = 00000011
z (& z >> 1) = 00000001

所以它在x == y时真的返回1，否则为0。

通常，如果x和y都为零，则比较可以比其他情况花费更少的时间。此函数尝试使其无论输入的值如何，所有调用都会占用相同的时间。这样，攻击者就无法使用基于时间的攻击。

Answer 2

它完全符合文档所说的内容：它检查x和y是否相等。从功能上看它只是x == y，简单易懂。

以这种神秘的bit-fiddling方式执行x == y可防止对算法的定时端攻击：如果x = y，则x == y可编译为执行速度更快的代码，如果x！= y则执行速度更慢（或者相反）由于CPU中的分支预测。攻击者可以使用它来了解加密例程处理的数据，从而危及安全性。

ConstantTimeByteEq如何工作？

2 个答案: