Python中的常量时间`if-else`

Question

我想知道有没有简单的方法（可能是一个库）可以在Python中编写常量时间的程序。特别是，我希望能够指定一个if-else的流程，无论if条件是 True 还是 False，它的执行时间都必须是一样的。

举个例子：

if condition:
    foo1()
else:
    foo2()
foo3()

在常量时间内运行这个程序意味着，不管 condition 的评估结果是什么，调用 f3() 所花的时间都应该是一样的。这可以防止出现侧信道攻击，这种攻击可能会泄露 f1() 或 f2() 的执行情况（参见 时间攻击）。

Answer 1

因为你的问题涉及安全性，所以我们可以暂时不考虑性能，简单地介绍一下在所有可能的分支上花费的最少时间。实现这一点的一种方法是使用上下文管理器：
你的问题可以这样写：

with ConstantTime(0.1):
    if condition:
        foo1()
    else:
        foor2()
foo3()

使用这样定义的上下文管理器：

import threading
import time

class ConstantTime():
    def __init__(self, length):
        self.length = length

    def __enter__(self):
        self.timer = threading.Thread(target=time.sleep, args=[self.length])
        self.timer.start()

    def __exit__(self, exc_type, exc_value, traceback):
        self.timer.join()

当然，你需要根据实际情况调整时间到合理的值，这取决于你在做什么。

一般来说，你不能完全确定你设定的最少时间不会被选择的分支超越，因为Python是一种高级语言，而且你可能并不是在实时操作系统上运行它。但如果你能覆盖平均运行时间，就应该能显著减少通过时间分析收集到的信息。