【Python 标准库学习】安全哈希与摘要算法库

欢迎加入 Python 官方文档翻译团队：https://www.transifex.com/python-doc/

hashlib 模块针对不同的安全哈希和消息摘要算法实现了一个通用的接口。提供了常见的摘要算法，如MD5，SHA1等等。

摘要算法又称哈希算法、散列算法，摘要算法是单向加密的，也就是说明文通过摘要算法加密之后，是不能解密的。摘要算法的第二个特点密文是固定长度的，它通过一个函数，把任意长度的数据转换为一个长度固定的数据串（通常用16进制的字符串表示）。之所以叫摘要算法，它的算法就是提取明文重要的特征。所以，两个不同的明文，使用了摘要算法之后，有可能出现他们的密文的一样，不过这个概率非常的低。

hashlib 模块官方文档：https://docs.python.org/3/library/hashlib.html

部分常用函数：

hashlib.new(name[, data])：指定算法，创建一个 hashable 对象
hash.update(data)：传递类字节参数（通常是bytes）来更新hash对象，重复的调用相当于一个连接了所有参数的调用：m.update(a); m.update(b) 相当于 m.update(a+b)。
hash.digest()：返回摘要，作为二进制数据字符串值
hash.hexdigest()：返回摘要，作为十六进制数据字符串值

MD5 算法示例

MD5 是常见的摘要算法，而单纯的 MD5 加密并不安全，通过撞库的方式，常见密码的 MD5 值很容易就能查询得到。

使用 hashlib.new() 方法来创建一个 hash 对象：

>>> 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体调用方式：

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

数据量很大时，可以分块多次调用 update()，最后计算的结果是一样的：

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

SHA1 算法示例

SHA1 是比 MD5 更安全一点的摘要算法，MD5 的密文是 32 位，而 SHA1 是 40 位，SHA1 的升级版还有 SHA256 和 SHA512，版本越强，密文越长，代价是速度越慢。

>>> 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'

hash.digest() 转化为 hash.hexdigest()

以 MD5 算法为例，首先使用两种方法获取一下字符串 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 模块的 hexlify() 方法将 md5.digest() 转化为 md5.hexdigest() 结果：

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

hash.hexdigest() 转化为 hash.digest()

使用 binascii 模块的 unhexlify() 方法将 md5.hexdigest() 转化为 md5.digest() 结果：

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