為什麼不在常數時間比較中使用 <、> 或 ==？

我正在比較儲存在數組中的秘密數據a，b看看哪個值更大。我目前的（偽）程式碼如下所示：

unsigned char smaller = 0, bigger = 0;
for (i = 0; i < size; ++i) {
  smaller |= (!bigger)  & (a[i] < b[i]);
  bigger  |= (!smaller) & (a[i] > b[i]);
}
return bigger;

但是當我查看（例如）sodium_compare時，我發現他們沒有使用<or>運算符。相反，它們減去值並執行一些位操作，其中將一個字節移動 8 位（作為旁注：這不會導致 C 中的未定義行為嗎？）。

有沒有理由避免使用<and>運算符？

類似地，相等的恆定時間比較通常通過按字節進行 xor ( ) 並取所有值^的 or ( ) 來實現。在那種情況下|是否有理由偏愛？^``==

如果條件滿足， C 比較運算符（嚴格關係< <= > >=和相等== !=）產生 1，否則產生 0。在取決於 CPU 和有時選項的某些實現（編譯器）上，這可以通過以下程式碼實現：

; int a = ..., b = ...;
; int x = a > b;
 move a, r0
 compare r0, b ; sometimes subtract with value ignored and only flags used
 bgtr lab1
   move 0, r1
   br lab2
lab1:
   move 1, r1
lab2:
 move r1, x

這取決於條件是真還是假，執行不同的指令序列。取決於 CPU，如果它有今天很多（不是全部）的分支預測/推測，這取決於條件分支是否被正確預測，而這又取決於許多其他通常無法完全分析的因素，這可能需要可以檢測到的不同時間量（儘管通常很小）。

一些現代 CPU 有條件移動指令，甚至是邏輯化標誌指令，可以避免這個問題，但是在編寫要移植到未知編譯器版本和環境的原始碼時，您不能確定這些是否存在並且（如果所以）使用。

實際上，您不能保證即使按位運算也是恆定時間，但實際上它們是您最好的選擇。

類似地，您的程式碼中的邏輯否定運算符!可能由類似這樣的東西實現，這不是恆定時間：

move x, r0
test r0 ; sometimes included in the move
bzer lab1   ; (EDIT)
 move 0, r1
 br lab2
lab1:
 move 1, r1
lab2:
; use r1 as result

沒有未定義的行為：

移位大於或等於左操作數寬度的計數是 UB。即使它來自unsigned char您連結的程式碼中的 as ，移位的左操作數也受 6.3.1.1 的整數提升（儘管不是 6.3.1.8 的通常算術轉換）的影響，因此左操作數始終具有寬度至少 16 並且他們移動 8 沒關係。

同樣左移帶有負值或溢出值的有符號類型（即輸入的高 N 幅度位中的至少一個非零）是 UB。他們不會左移。

用負值右移有符號類型是實現**定義的：符號位可以傳播或移出。它們確實會右移有時為負的值，但它們會立即屏蔽結果，以便不使用可能受此 IB 影響的位。

引用自：https://crypto.stackexchange.com/questions/39429