Не знаю как именно в php реализована эта структура данных, но наверное вы можете прочитать об этом в официальной документации.
В md5 и sha возвращается не длинная строка, а поток битов, в случае md5 битов 128. Это просто их шестнадцатеричное представление. Смею предположить, что array_keys просто хранятся в списке, или в array list, это не так важно.
Откуда O(1)? От того, что при обращении, берется хеш от ключа, и по хешу получается индекс. А через индекс в массиве прямым доступом достается значение. Берешь хеш функцию, получаешь результат, а дальше делишь с остатком по размеру хеш таблицы.
То есть вставка:
i = hash(key) % hash_table_len
hash_table[i] = value
Выгрузка:
i = hash(key) % hash_table_len
value = hash_table[i]
Ну это в самом примитивном варианте. Естественно нужно решать коллизии. Но это не так страшно, как искать обычным поиском в большом не отсортированном массиве или списке.
