「PHP」PHP8.0新特性

经历了近半年的alpha版本测试后，PHP在2020年11月26号正式发布了8.0版本：https://www.php.net/releases/8.0/en.php

现在我们就来浏览一下PHP 8.0中出现的主要特性，以及它给我们安全研究人员带来的挑战。

命名参数 Named Arguments

PHP 8 以前，如果我们需要给一个函数的第N个参数传参，那么这个参数前面的所有参数，我们都需要传参。但是实际上有些参数是具有默认值的，这样做显得多此一举。

比如，我们要给htmlspecialchars的第4个参数传递false，在PHP 8 以前需要传入4个参数：

htmlspecialchars($string, ENT_COMPAT | ENT_HTML401, 'UTF-8', false);

在8.0以后增加了命名参数，我们只需要传递必需的参数和命名参数即可，方便了很多：

htmlspecialchars($string, double_encode: false);

属性注释 Attributes

属性注释是我自己取得名字，在英文原文中是单词「Attributes」（在C++、C#、Rust里也是相同的单词，但翻译有些差别）。这个新语法有点类似Python里的修饰器，以及Java里的Annotation。

但是，PHP里Attributes的作用还是更偏向于替换以前的doc-block，用于给一个类或函数增加元信息，而不是类似Python的修饰器那样，可以动态地劫持函数的输入与输出。

属性注释的简单例子：

#[ListensTo('error')]
function onerror() {
    // do something
}

上面这个例子实际测试你会发现，属性注释里的东西也真的只是一个注释，执行上述的代码也不会去调用ListensTo类。这也印证了上面所说的，Attributes只是对以前doc-block的一个接纳，而非创造了一种HOOK函数的方式。

如果你需要执行Attributes里面的代码，仍然需要通过反射来做到，比如：

#[Attribute]
class ListensTo {

    public string $event;

    function __construct($event) 
    {
        $this->event = $event;
    }

}

#[ListensTo('error')]
function onerror() 
{
    // do something
}

$listeners = [];
$f = new ReflectionFunction('onerror');
foreach($f->getAttributes() as $attribute) {
    $listener = $attribute->newInstance();
    $listeners[$listener->event] = $f;
}

我模拟了一个设计模式中监听模式的事件处理方法注册过程，相比于以前解析Doc-Block的过程，这个流程要更加简单。

相比于其他的新特性，框架或IDE的设计者可能会研究的更深，普通开发者只需要按照框架的文档简单使用这个语法即可。

构造器属性提升 Constructor property promotion

这是一个利国利民的好特性，可以延长键盘的寿命……PHP 8以前，我们定义一个类时，可能会从构造函数里接收大量参数并赋值给类属性，如：

class Point {

  public float $x;
  public float $y;
  public float $z;

  public function __construct(
    float $x = 0.0,
    float $y = 0.0,
    float $z = 0.0,
  ) {
    $this->x = $x;
    $this->y = $y;
    $this->z = $z;
  }
}

实际上这已经形成了一种范式，我们要不厌其烦地进行定义->传递->赋值的过程。PHP 8以后给出了一种更加简单的语法：

class Point {
  public function __construct(
    public float $x = 0.0,
    public float $y = 0.0,
    public float $z = 0.0,
  ) {}
}

直接在构造函数的参数列表位置完成了类属性的定义与赋值的过程，减少了大概三分之二的代码量。

另外提一句，这个RFC的作者是Nikita Popov，也就是著名的开源项目PHP-Parser的作者，做PHP代码分析的同学应该经常和这个项目打交道。他今年去了PHPStorm团队，相信这个老牌IDE在Nikita的加持下会变得更加好用。

联合类型 Union types

PHP 8 以前的Type Hinting，只支持使用一个具体的Type，比如：

function sample(array $data) {
    var_dump($data);
}

这个功能鸡肋的一点是，有些地方接受参数类型可能有多个类型，或者支持传入null。

在7.1时解决了null的问题：

function sample(?array $data) {
    var_dump($data);
}

但是仍然无法指定多个类型hint。

PHP 8 中总算支持了Union types，我们可以通过|来指定多个类型Hint了：

function sample(array|string|null $data) {
    var_dump($data);
}

Match 语法

这是一个新的关键字match，这也是一个利国利民的好特性，又一次延长了键盘的寿命……

在PHP 8.0以前，我们要根据一个名字来获取一个值，通常需要借助switch或者数组，比如：

switch ($extension) {
  case 'gif':
    $content_type = "image/gif";
    break;
  case 'jpg':
    $content_type = "image/jpeg";
    break;
  case 'png':
    $content_type = "image/png";
    break;
}
echo $content_type;

现在可以简化成一个「表达式」：

echo match ($extension) {
    'gif' => "image/gif",
    'jpg' => "image/jpeg",
    'png' => "image/png"
};

Null安全的操作符 Nullsafe operator

这又又又是一个利国利民的好特性，又又又一次延长了键盘的寿命……

在PHP 8以前，如果封装的较多，我们经常出现一种情况：一个函数接受X对象，但又可能是null，此时我在使用X对象属性前，就需要对null进行判断，以免出现错误。

在对象较多时，容易出现多层嵌套判断的情况，比如：

$country =  null;
if ($session !== null) {
  $user = $session->user;
  if ($user !== null) {
    $address = $user->getAddress();
    if ($address !== null) {
      $country = $address->country;
    }
  }
}

PHP 8 以后增加了一个新语法：?->，非常类似于PHP7里引入的??。就是在取属性前，PHP会对对象进行判断，如果对象是null，那么就直接返回null了，不再取其属性：

$country = $session?->user?->getAddress()?->country;

字符串数字弱类型比较优化

这一个改动可能会对安全漏洞挖掘的影响较大。PHP 8 以前，在使用==比较或任何有弱类型转换的情况时，字符串都会先转换成数字，再和数字进行比较。

比如，这个代码在PHP 8以前的结果是true和0，在PHP 8以后得到的则是false和1：

var_dump('a' == 0);
switch ('a') {
    case 0:
        echo 0;
        break;
    default:
        echo 1;
        break;
}

老的弱类型可能会有什么安全问题呢？我曾经挖掘到的一个真实案例，大概代码是这样：

$type = $_REQUEST['type'];
switch ($type) {
    case 1:
        $sql = "SELECT * FROM `type_one` WHERE `type` = {$type}";
        break;
    case 2:
        $sql = "SELECT * FROM `type_two` WHERE `type` = {$type}";
        break;
    default:
        $sql = "SELECT * FROM `type_default`";
        break;
}

开发者认为$type是1和2的时候才会进入SQL语句拼接中，但实际我们传入1 and 1=2即可进入case 1，导致SQL注入漏洞。

PHP 8以后彻底杜绝了这种漏洞的产生。

内部函数严格参数检查

在PHP 8 以前，如果我们使用内部函数时传入的参数有误（比如，参数类型错误，参数取值错误等），有时会抛出一个异常，有时是一个错误，有时只是一个警告。在PHP 8 以后，所有这类错误都将是一个异常，并且导致解释器停止运行，比如：

strlen([]); // TypeError: strlen(): Argument #1 ($str) must be of type string, array given
array_chunk([], -1); // ValueError: array_chunk(): Argument #2 ($length) must be greater than 0

这个改动可能会影响一些安全漏洞的利用，有一些我们之前通过弱类型等tricks构造的POC，在老版本PHP中只是一个警告，不会影响解释器的执行，但8.0之后将会导致错误，也就中断了执行。

JIT

JIT（Just-In-Time）被鸟哥称为PHP 8 中最重要的改动，我来简单介绍一下PHP 8 的JIT。

PHP 8 的JIT附加在opcache这个扩展中，opcache本身就是对PHP解释器的优化。没有使用opcache时，PHP解释器是在运行PHP脚本的时候进行“编译->Zend虚拟机执行”的过程。而opcache的出现实际上就是节省了编译的时间，代码在第一次运行时会编译成opcache能识别的缓存（opcode），之后运行时就免除了编译的过程，直接执行这段opcode。

而JIT的出现再次优化了这个过程，JIT会将一些opcode直接翻译成机器码。这样PHP解释器在执行时，如果发现缓存中保存的是机器码，就会直接交给CPU来执行，又减少了Zend虚拟机执行opcode的时间。

普通开发者可能对JIT比较无感，毕竟大家的性能瓶颈多半出现在IO等问题中，但对于性能要求极高的人或企业来说，JIT的确是对PHP的重要改进。

其他可能和安全相关的改动

作为安全研究者，我会更关注的是和安全相关的改动。除了前面提到了弱类型方面的改动外，PHP 8还进行了如下一些和安全相关的改动：

• assert()不再支持执行代码，少了一个执行任意代码的函数，这个影响还是挺大的。
• create_function()函数被彻底移除了，我们又少了一个可以执行任意代码的函数。
• libxml依赖最低2.9.0起，也就是说，XXE漏洞彻底消失在PHP里了。
• 继preg_replace()中的e模式被移除后，mb_ereg_replace()中的e模式也被彻底移除，再次少了一个执行任意代码的函数。
• Phar中的元信息不再自动进行反序列化了，phar://触发反序列化的姿势也告别了。
• parse_str()必须传入第二个参数了，少了一种全局变量覆盖的方法。
• php://filter中的string.strip_tags被移除了，我在文章《谈一谈php://filter的妙用》中提到的去除死亡exit的方法之一也就失效了。
• strpos()等函数中的参数必须要传入字符串了，以前通过传入数组进行弱类型利用的方法也失效了。

这些改动，改的我心拔凉拔凉的……我一度认为PHP核心团队里混入了安全研究者，为什么我们常用的小trick都被改没了呢？

总结

总结一下PHP 8，我只有两个感想：

• 我不用担心键盘的寿命了，但是我的头顶变凉了
• 比头顶更凉的是我的心，安全真是越来越难做了

好在，现在很多人慢慢转战Java，Java可以吃的饭应该还有很多。