【Python 標準庫解讀】安全哈希與摘要算法庫 — hashlib

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hashlib 模塊針對不同的安全哈希和消息摘要算法實現了一個通用的接口。提供了常見的摘要算法，如MD5，SHA1等等。

摘要算法又稱哈希算法、散列算法，摘要算法是單向加密的，也就是說明文通過摘要算法加密之後，是不能解密的。摘要算法的第二個特點密文是固定長度的，它通過一個函數，把任意長度的數據轉換爲一個長度固定的數據串（通常用16進制的字符串表示）。之所以叫摘要算法，它的算法就是提取明文重要的特徵。所以，兩個不同的明文，使用了摘要算法之後，有可能出現他們的密文的一樣，不過這個概率非常的低。

hashlib 模塊官方文檔：https://docs.python.org/3/library/hashlib.html

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部分常用函數：

• hashlib.new(name[, data])：指定算法，創建一個 hashable 對象

• hash.update(data)：傳遞類字節參數（通常是bytes）來更新hash對象，重複的調用相當於一個連接了所有參數的調用：m.update(a); m.update(b) 相當於 m.update(a+b)。

• hash.digest()：返回摘要，作爲二進制數據字符串值

• hash.hexdigest()：返回摘要，作爲十六進制數據字符串值

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MD5 算法示例

MD5 是常見的摘要算法，而單純的 MD5 加密並不安全，通過撞庫的方式，常見密碼的 MD5 值很容易就能查詢得到。

使用 hashlib.new() 方法來創建一個 hash 對象：

>>> import hashlib
>>> md5 = hashlib.new('md5', 'I love python!'.encode('utf-8'))
>>> md5.hexdigest()
'21169ee3acd4a24e1fcb4322cfd9a2b8'

也可以使用提供的接口指定具體調用方式：

>>> import hashlib
>>> md5 = hashlib.md5()
>>> md5.update('I love python!'.encode('utf-8'))
>>> md5.hexdigest()
'21169ee3acd4a24e1fcb4322cfd9a2b8'

數據量很大時，可以分塊多次調用 update()，最後計算的結果是一樣的：

>>> import hashlib
>>> md5 = hashlib.md5()
>>> md5.update('I love '.encode('utf-8'))
>>> md5.update('python!'.encode('utf-8'))
>>> md5.hexdigest()
'21169ee3acd4a24e1fcb4322cfd9a2b8'

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SHA1 算法示例

SHA1 是比 MD5 更安全一點的摘要算法，MD5 的密文是 32 位，而 SHA1 是 40 位，SHA1 的升級版還有 SHA256 和 SHA512，版本越強，密文越長，代價是速度越慢。

>>> import hashlib
>>> sha1 = hashlib.new('sha1', 'I love python!'.encode('utf-8'))
>>> sha1.hexdigest()
'23c02b203bd2e2ca19da911f1d270a06d86719fb'

或者：

>>> import hashlib
>>> sha1 = hashlib.sha1()
>>> sha1.update('I love python!'.encode('utf-8'))
>>> sha1.hexdigest()
'23c02b203bd2e2ca19da911f1d270a06d86719fb'

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hash.digest() 轉化爲 hash.hexdigest()

以 MD5 算法爲例，首先使用兩種方法獲取一下字符串 Hello World 的 MD5 值：

>>> import hashlib
>>> md5 = hashlib.new('md5', b'Hello World')
>>> md5.hexdigest()
'b10a8db164e0754105b7a99be72e3fe5'
>>> md5.digest()
b'\xb1\n\x8d\xb1d\xe0uA\x05\xb7\xa9\x9b\xe7.?\xe5'

使用 binascii 模塊的 hexlify() 方法將 md5.digest() 轉化爲 md5.hexdigest() 結果：

>>> import binascii
>>> md5_hexdigest = binascii.hexlify(b'\xb1\n\x8d\xb1d\xe0uA\x05\xb7\xa9\x9b\xe7.?\xe5')
>>> md5_hexdigest
b'b10a8db164e0754105b7a99be72e3fe5'

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hash.hexdigest() 轉化爲 hash.digest()

使用 binascii 模塊的 unhexlify() 方法將 md5.hexdigest() 轉化爲 md5.digest() 結果：

>>> import binascii
>>> md5_digest = binascii.unhexlify('b10a8db164e0754105b7a99be72e3fe5')
>>> md5_digest
b'\xb1\n\x8d\xb1d\xe0uA\x05\xb7\xa9\x9b\xe7.?\xe5'