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[Bug Report]MD5 哈希算法用于缓存的漏洞 #995

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kexinoh opened this issue Dec 10, 2024 · 5 comments
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[Bug Report]MD5 哈希算法用于缓存的漏洞 #995

kexinoh opened this issue Dec 10, 2024 · 5 comments
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🐞bug Something isn't working

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@kexinoh
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kexinoh commented Dec 10, 2024 •
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1.描述

在当前的 Cherry Markdown 引擎代码中，MD5 哈希算法被用于生成字符串的唯一标识符，主要用于缓存机制和大文本数据缓存。
MD5 是一种广泛使用的哈希算法，但由于其设计上的缺陷，已经不再被推荐用于安全性要求较高的场景。

2. MD5 哈希碰撞的风险

MD5 哈希算法的主要问题在于其存在哈希碰撞的风险。哈希碰撞指的是两个不同的输入数据生成相同的哈希值。尽管 MD5 的哈希值长度为 128 位，但在实际应用中，由于其算法设计的缺陷，攻击者可以通过构造特定的输入数据，生成相同的 MD5 哈希值。

2.1 碰撞攻击的可能性

实际应用中的风险：在 Cherry Markdown 引擎中，MD5 被用于生成缓存键和大文本数据的标识符。如果攻击者能够构造出具有相同 MD5 哈希值的不同输入数据，可能会导致以下问题：

缓存污染：攻击者可以通过构造碰撞数据，使得缓存机制返回错误的结果，从而影响系统的正确性。

数据篡改：如果大文本数据的标识符被攻击者利用碰撞攻击篡改，可能会导致数据完整性问题，进而影响系统的安全性。
例如使用该引擎的页面包含文章主题和评论区，那么将会允许攻击者通过评论纂改文章主题。

2.2 潜在的安全隐患
缓存机制的漏洞：如果攻击者能够构造出具有相同 MD5 哈希值的不同输入数据，可能会导致缓存机制返回错误的结果，从而影响系统的正确性。

大文本数据的安全性：大文本数据的标识符依赖于 MD5 哈希值，如果攻击者能够利用碰撞攻击篡改这些数据，可能会导致数据完整性问题，进而影响系统的安全性。

3. 建议的解决方案

为了降低 MD5 哈希碰撞带来的风险，建议采取以下措施：

替换 MD5 算法
使用更安全的哈希算法：建议将 MD5 替换为更安全的哈希算法，如 SHA-256 或 SHA-3。这些算法在设计上更加安全，能够有效避免哈希碰撞问题。

System Information

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Contributing

None
@kexinoh kexinoh added pending-no-confirmed The direction of this issue has not yet been determined. 🐞bug Something isn't working labels Dec 10, 2024
@sunsonliu
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Collaborator

感谢建议，当时选择MD5不选择SHA256是出于性能考虑。确实会有MD5碰撞问题，不过我们认为目前的碰撞几率带来的安全、数据一致性风险是可接受的，所以目前并没有替换成SHA-256等碰撞几率更低的哈希算法的计划哈。

@kexinoh
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Author

kexinoh commented Dec 10, 2024 via email

@sunsonliu
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Collaborator

收到，我们近期会再次评估下两种哈希算法的性能差异哈。

@kexinoh
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Author

kexinoh commented Dec 10, 2024

我下面有一个在浏览器环境下使用crypto-js的md5和sha256测时数据，下面所有的数据都是重复1000次的结果：
Hash Function Performance Test

String Length: 16

MD5 Average Time: 0.0065 ms
SHA256 Average Time: 0.0062 ms

String Length: 256

MD5 Average Time: 0.0096 ms
SHA256 Average Time: 0.0085 ms

String Length: 10000

MD5 Average Time: 0.2621 ms
SHA256 Average Time: 0.1649 ms

String Length: 100000

MD5 Average Time: 3.2312 ms
SHA256 Average Time: 2.1220 ms

代码如下：

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>Hash Function Test</title>
    <!-- 引入CryptoJS库 -->
    <script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/crypto-js/4.1.1/crypto-js.min.js"></script>
</head>
<body>
    <h1>Hash Function Performance Test</h1>
    <div id="results"></div>

    <script>
        const md5 = (str) => CryptoJS.MD5(str).toString();
        const sha256 = (str) => CryptoJS.SHA256(str).toString();

        // 生成指定长度的随机字符串
        function getRandomString(length) {
            let result = '';
            const characters = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789';
            for (let i = 0; i < length; i++) {
                result += characters.charAt(Math.floor(Math.random() * characters.length));
            }
            return result;
        }

        // 测试哈希函数性能
        function testHashFunction(func, length, iterations = 1000) {
            const data = getRandomString(length);
            let startTime, endTime, total = 0;
            for (let i = 0; i < iterations; i++) {
                startTime = performance.now();
                func(data);
                endTime = performance.now();
                total += endTime - startTime;
            }
            const average = total / iterations;
            return average;
        }

        // 测试不同长度的字符串
        const lengths = [16, 256, 10000, 100000];
        const resultsElement = document.getElementById('results');

        lengths.forEach(length => {
            const md5Avg = testHashFunction(md5, length);
            const sha256Avg = testHashFunction(sha256, length);

            resultsElement.innerHTML += `
                <h2>String Length: ${length}</h2>
                <p>MD5 Average Time: ${md5Avg.toFixed(4)} ms</p>
                <p>SHA256 Average Time: ${sha256Avg.toFixed(4)} ms</p>
                <hr>
            `;
        });
    </script>
</body>
</html>

@sunsonliu
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Collaborator

震惊了，没想到sha256性能比md5还要好！我们这就安排替换，感谢建议哈

@sunsonliu sunsonliu removed the pending-no-confirmed The direction of this issue has not yet been determined. label Dec 10, 2024
sunsonliu added a commit that referenced this issue Dec 12, 2024
@sunsonliu
refactor: #995 封装新的哈希算法，从md5改成sha256
1fb6ca9
sunsonliu added a commit that referenced this issue Dec 12, 2024
@sunsonliu
refactor: #995 封装新的哈希算法，从md5改成sha256 (#998)
d9275e6
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🐞bug Something isn't working
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@sunsonliu @kexinoh