Question

我正在编写需要验证HMAC-SHA256校验和的应用程序。我目前的代码看起来像这样：

    static bool VerifyIntegrity(string secret, string checksum, string data)
    {
        // Verify HMAC-SHA256 Checksum
        byte[] key = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(secret);
        byte[] value = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(data);
        byte[] checksum_bytes = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(checksum);
        using (var hmac = new HMACSHA256(key))
        {
            byte[] expected_bytes = hmac.ComputeHash(value);
            return checksum_bytes.SequenceEqual(expected_bytes);
        }
    }

我知道这很容易受到timing attacks的影响。

标准库中是否有消息摘要比较功能？我意识到我可以编写自己的时间强化比较方法，但我必须相信这已经在其他地方实现了。

Answer 1

编辑：原始答案如下 - 仍然值得阅读IMO，但关于时间攻击......

您引用的页面提供了一些有关编译器优化的有趣观点。鉴于您知道两个字节数组的长度相同（假设校验和的 size 并不特别保密，如果长度不同，您可以立即返回）您可能尝试< / em>这样的事情：

public static bool CompareArraysExhaustively(byte[] first, byte[] second) { if (first.Length != second.Length) { return false; } bool ret = true; for (int i = 0; i < first.Length; i++) { ret = ret & (first[i] == second[i]); } return ret; }

现在仍然不会花费相同的时间用于所有输入 - 例如，如果两个阵列都在L1缓存中，则它可能比必须从主存储器获取更快。但是，我怀疑从安全角度来看这不太可能导致重大问题。

这可以吗？谁知道。根据两个操作数，不同的处理器和不同版本的CLR可能需要不同的时间用于&操作。基本上这与您引用的页面的结论相同 - 它可能与我们以便携方式获得的一样好，但它需要在您尝试运行的每个平台上进行验证。

至少上述代码仅使用相对简单的操作。我个人会避免在这里使用LINQ操作，因为在某些情况下可能会进行偷偷摸摸的优化。我不认为会在这种情况下 - 或者他们很容易被击败 - 但你至少必须思考关于他们。使用上面的代码，源代码和IL之间至少存在一个相当紧密的关系 - 让“仅”JIT编译器和处理器优化需要担心：）

原始回答

这有一个重要问题：为了提供校验和，你必须有一个字符串，其UTF-8编码形式与校验和相同。有很多字节序列不能代表UTF-8编码的文本。基本上，尝试使用UTF-8将任意二进制数据编码为文本是一个坏主意。
另一方面，Base64基本上是设计的：

static bool VerifyIntegrity(string secret, string checksum, string data) { // Verify HMAC-SHA256 Checksum byte[] key = Encoding.UTF8.GetBytes(secret); byte[] value = Encoding.UTF8.GetBytes(data); byte[] checksumBytes = Convert.FromBase64String(checksum); using (var hmac = new HMACSHA256(key)) { byte[] expectedBytes = hmac.ComputeHash(value); return checksumBytes.SequenceEqual(expectedBytes); } }

另一方面，不是在字节数组上使用SequenceEqual，而是可以Base64 编码实际的哈希值，看看是否匹配：

static bool VerifyIntegrity(string secret, string checksum, string data) { // Verify HMAC-SHA256 Checksum byte[] key = Encoding.UTF8.GetBytes(secret); byte[] value = Encoding.UTF8.GetBytes(data); using (var hmac = new HMACSHA256(key)) { return checksum == Convert.ToBase64String(hmac.ComputeHash(value)); } }

我不知道框架内有什么更好的东西。为数组（或通用SequenceEqual实现）编写一个专门的ICollection<T>运算符并不难，首先检查相等的长度...但是考虑到哈希很短，我不会担心这一点。

Answer 2

如果您担心SequenceEqual的时间安排，您可以随时用以下内容替换它：

checksum_bytes.Zip( expected_bytes, (a,b) => a == b ).Aggregate( true, (a,r) => a && r );

这会返回与SequenceEquals相同的结果，但在给出答案之前总是检查每个元素，这样可以减少通过计时攻击揭示任何内容的机会。

Answer 3

它如何容易受到时间攻击？在有效或无效摘要的情况下，您的代码的工作时间相同。并且计算摘要/检查摘要看起来是检查此问题的最简单方法。

C＃中的哈希摘要/数组比较

3 个答案: