Warum erzeugt die Funktion „hash()“ von Python zwischen Sitzungen unterschiedliche Ergebnisse?

Warum die Hash-Funktion von Python zwischen Sitzungen variable Ergebnisse erzeugt

In Python 3.3 und höher generiert die integrierte Funktion hash() unterschiedliche Hashes für identische Zeichenfolgen in verschiedenen Sitzungen. Dieses Verhalten ergibt sich aus einer Designentscheidung zum Schutz vor böswilligen Eingaben, die Kollisionsschwachstellen ausnutzen.

Um zu verhindern, dass Angreifer die Anwendung mit kollidierenden Schlüsseln überlasten, verwendet Python einen zufälligen Startwert, der von Sitzung zu Sitzung variiert. Dieser Offset sorgt für Unvorhersehbarkeit und verhindert, dass Angreifer Kollisionen herbeiführen können.

Entwickler können dieses Standardverhalten überschreiben, indem sie die Umgebungsvariable PYTHONHASHSEED festlegen. Ein fester positiver Ganzzahlwert legt einen bestimmten Startwert fest, während das Festlegen des Werts auf 0 den Offset vollständig deaktiviert.

Python 2.7 und 3.2 aktivieren diese Funktion standardmäßig nicht. Ab Python 3.3 wird es jedoch zur Erhöhung der Sicherheit integriert.

Die Auswirkungen dieses variablen Hash-Verhaltens gehen über Bloom-Filter hinaus. Es wirkt sich auf die Reihenfolge von Elementen in Mengen, Wörterbüchern (in Python 3.5 und früher) und anderen Zuordnungsstrukturen aus. Python bietet keine Garantien für diese Reihenfolge, die je nach Einfügung, Löschung und dem zufälligen Hash-Seed variieren kann.

Für stabile Hash-Implementierungen sollten Sie die Verwendung des Hashlib-Moduls in Betracht ziehen, das kryptografische Hash-Funktionen bereitstellt. Das Pybloom-Projekt verlässt sich für zuverlässiges Hashing auf diesen Ansatz.

Es ist erwähnenswert, dass die Speicherung des Hash-Offsets aufgrund seiner komplexen Struktur unpraktisch ist. Diese zusätzliche Komplexität hindert Angreifer jedoch auch daran, Timing-Angriffe auszunutzen, um den Offset zu ermitteln.

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