python应用之内置hashlib库的哈希算法介绍

news2024/9/21 0:34:38

hashlib 是 Python 的一个内置模块，提供了像 SHA1, SHA256, MD5 等哈希算法。可以接受任意长度的字节数据作为输入，并输出一个固定长度的“哈希值”，通常用于校验数据的完整性。而且该算法是不可逆的，不能通过哈希值反算出原始数据。

使用 hashlib

要使用 hashlib 模块，直接导入它即可。然后通过new方法或者sha256方法等创建一个哈希对象，通过调用该对象的update() 方法来提供要哈希的数据（update方法支持分批提供数据），最后通过调用 hexdigest() 方法来获取十六进制格式的哈希值字符串，或者digest方法获取字节串

常用方法介绍

new(name,data=b’’)方法：创建一个hash算法对象，name传入的是算法的名字，比如下面中的算法名字，data传入的是原始字节数据，可以默认为空。

('md5', 'sha1', 'sha224', 'sha256', 'sha384', 'sha512','blake2b', 'blake2s',
'sha3_224', 'sha3_256', 'sha3_384', 'sha3_512', 'shake_128', 'shake_256')

算法名字对应的方法：比如sha256(),md5()等，功能同new方法，可传入字节bytes，字节数组bytearray和内存视图对象memoryview。

update(data)方法：向哈希对象中添加数据（字节数据）。可以多次调用此方法，每次调用都会将提供的数据添加到当前哈希计算中。多次调用 update() 方法等同于一次性调用 update() 并传入所有数据的计算结果。
digest()：返回当前哈希对象计算得到的哈希值，结果为字节串（bytes）。
hexdigest()：与 digest() 方法类似，返回的是十六进制格式的哈希值字符串，而不是字节串。
copy()方法：返回当前哈希对象的一个浅拷贝。通过复制哈希对象并继续在其上调用 update() 方法，可以避免重复计算初始字符串的哈希值。

示例：使用 SHA-256 算法得到哈希值

import hashlib
#字符串
message = "Hello, world!"

# 创建一个SHA256对象
hash_ins = hashlib.sha256()
#new方法和sha256方法类似，大家都可使用
#hash_object = hashlib.new('sha256')

# 提供字节数据
hash_ins.update(message.encode())

# 获取散列值的十六进制表示
print(f"SHA-256 哈希值: {hash_ins.hexdigest()}")

结果：

SHA-256 哈希值: 315f5bdb76d078c43b8ac0064e4a0164612b1fce77c869345bfc94c75894edd3

示例：校验文件的完整性。

定义一个文件，通过open函数打开文件对象，通过read/readline/readlines函数等得到文件内容，通过update方法计算全部文件内容的哈希值。

file = 'config.txt' #文件内容随意填充
with open(file,'rb') as f:
	hash_ins = hashlib.sha256 ()
	while True:
		#每次读取100字节
		content = f.read(100)
		if content:
			hash_ins.update(content)
		else:
			#当文件读取完毕后，打印最后的哈希值
			print(hash_ins.hexdigest())
			break

执行后结果：

f07bd7a28481e1bcf378e673bbe5d03b7f8e5bb5cdc7589e32a8a615dfdc2b20

当我们将文件内容更改一个字符后，我们重新执行，结果变成如下：

1cc02b69147493934d0c94c018ab72cca50744188e23f00bf5155c8fe4f2b1d5

由此可以判定，文件内容已被更新，达到校验文件完整性的目的。