什么是Hash碰撞攻击

就是通过精心构造数据，使得所有数据全部碰撞，人为将哈希表变成一个退化的单链表，此时哈希表各种操作的时间均提升了一个数量级，因此会消耗大量CPU资源，导致系统无法快速响应请求，从而达到拒绝服务攻击（DoS）的目的。

随着RESTful风格的接口普及，程序员默认都会使用json作为数据传递的方式。json格式的数据冗余少，兼容性高，从提出到现在已被广泛的使用，可以说成为了Web的一种标准。无论我们服务端使用什么语言，我们拿到json格式的数据之后都需要做jsonDecode(),将json串转换为json对象，而对象默认会存储于Hash Table，而Hash Table很容易被碰撞攻击。我只要将攻击数据放在json中，服务端程序在做jsonDecode()时必定中招，中招后CPU会立刻飙升至100%。16核的CPU，16个请求就能达到DoS的目的。

哈希表碰撞攻击的基本原理

哈希表是一种查找效率极高的数据结构，很多语言都在内部实现了哈希表。php中的哈希表是一种极为重要的数据结构，不但用于表示Array数据类型，还在Zend虚拟机内部用于存储上下文环境信息（执行上下文的变量及函数均使用哈希表结构存储）。

理想情况下哈希表插入和查找操作的时间复杂度均为O(1)，任何一个数据项可以在一个与哈希表长度无关的时间内计算出一个哈希值（key），然后在常量时间内定位到一个桶（术语bucket，表示哈希表中的一个位置）。当然这是理想情况下，因为任何哈希表的长度都是有限的，所以一定存在不同的数据项具有相同哈希值的情况，此时不同数据项被定为到同一个桶，称为碰撞（collision）。哈希表的实现需要解决碰撞问题，碰撞解决大体有两种思路，第一种是根据某种原则将被碰撞数据定为到其它桶，例如线性探测——如果数据在插入时发生了碰撞，则顺序查找这个桶后面的桶，将其放入第一个没有被使用的桶；第二种策略是每个桶不是一个只能容纳单个数据项的位置，而是一个可容纳多个数据的数据结构（例如链表或红黑树），所有碰撞的数据以某种数据结构的形式组织起来。

不论使用了哪种碰撞解决策略，都导致插入和查找操作的时间复杂度不再是O(1)。以查找为例，不能通过key定位到桶就结束，必须还要比较原始key（即未做哈希之前的key）是否相等，如果不相等，则要使用与插入相同的算法继续查找，直到找到匹配的值或确认数据不在哈希表中。

PHP是使用单链表存储碰撞的数据，因此实际上PHP哈希表的平均查找复杂度为O(L)，其中L为桶链表的平均长度；而最坏复杂度为O(N)，此时所有数据全部碰撞，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。

图中可以看到，当退出后的哈希表，所有数据都会碰撞，导致服务端CPU100。

如何防御

• 打补丁，修改hash算法。
• 限制POST的参数个数，限制POST的请求长度。
• 使用防火墙检测异常请求
• 增加权限验证，最大可能的在jsonDecode()之前把非法用户拒绝
• 重写jsonDecode()方法

备注:

这篇文章摘抄来自网络。我打算总结一些列架构师需要的优秀文章，由于自己写会花太多时间，我决定做一个搬运工，为大家筛选优秀的文章，最后我会做成索引方便大家查找。