'''
加密可以保护消息安全,以便验证其正确性并保护消息不被截获。
python的加密支持包括hashlib和hmac,hashlib使用标准算法生成消息内容签名,hmac则用于验证消息在传输过程中未被修改
'''

  

(一)hashlib:密码散列

'''
hashlib模块定义了一个api来访问不同的密码散列算法。
要使用一个特定的散列算法,可以用适当的构造器函数或者new方法来创建一个散列对象。
不论是用哪个具体的算法,这些对象都使用相同的api
'''

  

1.散列算法

import hashlib
'''
由于hashlib有OpenSSL提供底层支持,所以OpenSSL库提供的所有算法都可以用,
比如:md5,sha1,sha224,sha256,sha384,sha512

有些算法在所有平台上都可以用,有些则依赖于底层库。这两类算法分别由algorithms_guaranteed和algorithms_available提供
'''

print(", ".join(sorted(hashlib.algorithms_guaranteed)))
'''
blake2b, blake2s, md5, sha1, sha224, sha256, sha384, sha3_224, sha3_256, sha3_384, sha3_512, sha512, shake_128, shake_256
'''
print(", ".join(sorted(hashlib.algorithms_available)))
'''
0, SHA1, SHA224, SHA256, SHA384, SHA512, blake2b, blake2b512, blake2s, blake2s256, md4, md5, md5-sha1, mdc2, ripemd160, sha1, sha224, sha256, sha384, sha3_224, sha3_256, sha3_384, sha3_512, sha512, shake_128, shake_256, whirlpool
'''

  

2.md5示例

import hashlib

# 创建一个md5散列对象
m = hashlib.md5()
# 传入二进制数据
data = "从前有座山".encode("utf-8")
m.update(data)
# 获取加密后的值,digest是二进制,hexdigest则是十六进制
print(m.digest())  # b'pI;\x82^~\xf7;z:\x89\xf5\xdc\xfbd\x04'
print(m.hexdigest())  # b'pI;\x82^~\xf7;z:\x89\xf5\xdc\xfbd\x04'

  

3.sha1示例

import hashlib

'''
虽然加密方式不一样,但是api都是一样的
'''
# 创建一个sha1散列对象
m = hashlib.sha1()
# 传入二进制数据
data = "从前有座山".encode("utf-8")
m.update(data)
# 获取加密后的值,digest是二进制,hexdigest则是十六进制
print(m.digest())  # b'A\xe6\x19\x8d\xca\xa9vV\xaf)\xf9\x9a\x91\xaf \x8d\x18PS\xcf'
print(m.hexdigest())  # 41e6198dcaa97656af29f99a91af208d185053cf

  

4.按名创建散列

import hashlib

'''
虽然哈希是很难破解的,但是现在可能会通过撞库。
就是先准备大量的数据,然后生成哈希值。然后通过哈希值再反过来推测出原来的值,就是碰运气。
但是也可能真的中了,因此我们可以进行一个加盐操作。
'''
m = hashlib.md5(b"xxx")
# 就是按照我指定的参数进行加密,这样就基本不可能破解了
m.update("从前有座山".encode("utf-8"))
print(m.hexdigest())  # a11346465f75d703a166b3c2d30d599a

  

5.增量更新

import hashlib

'''
update可以反复调用的,不一定非要将整个文件进行一次性加密
'''
data = "abcde"
m = hashlib.md5()
m.update(data.encode("utf-8"))
print(m.hexdigest())  # ab56b4d92b40713acc5af89985d4b786

m2 = hashlib.md5()
m2.update("从".encode("utf-8"))
m2.update("前".encode("utf-8"))
m2.update("有".encode("utf-8"))
m2.update("座".encode("utf-8"))
m2.update("山".encode("utf-8"))
print(m.hexdigest())  # ab56b4d92b40713acc5af89985d4b786

  

(二)hmac:密码消息签名与验证

'''
hmac算法可以用于验证信息的完整性,这些信息可能在应用之间传递,或者存储在一个可能有安全威胁的地方。
基本思想是生成实际数据的一个密码散列,并提供一个共享的秘密秘钥。
然后使用得到的散列检查所传输或存储的消息,以确定一个信任级别,而不传输秘密秘钥
'''

  

1.消息签名

import hmac

'''
new函数会创建一个新对象来计算消息签名
'''
digest_maker = hmac.new("秘密秘钥".encode("utf-8"))

# 默认使用md5
digest_maker.update(b"aaaaaa")
print(digest_maker.hexdigest())  # b031cd2f7e9d4db62339130734b48152

  

2.候选摘要类型

import hmac

'''
尽管hmac的默认密码算法是md5,但这并不是最安全的方法。md5散列值有一些缺点,如冲突。
一般认为sha1算法更健壮,更建议使用
'''
digest_maker = hmac.new("秘密秘钥".encode("utf-8"), b"", "sha1")

# 默认使用md5
digest_maker.update(b"aaaaaa")
print(digest_maker.hexdigest())  # ed4138f1e4b9dccb616d04750d45c85d6c5bc95c

'''
new函数有三个参数,第一个参数是秘钥,这个秘钥会在通信双方之间共享,使两段都可以使用相同的值。
第二个参数是一个初始的消息,如果传输的消息很小,那么就可以把消息内容作为第二个参数传进去,而不需要使用update。
第三个参数则是使用的摘要模块(即使用什么算法)。默认使用hashlib.md5,但是我们传入了"sha1",那么会使用hashlib.sha1算法
'''

  

(三)secrets

import secrets

# secrets貌似是python3.6里新增的模块,先来看看api
# secrets.choice(iterable),从可迭代对象里随机选择一个元素并返回
# secrets.randbelow(n),从[0,n)中随机选择一个数并返回
# secrets.randbits(k),返回带有k个随机位的整数
# secrets.token_bytes(nbytes=None),返回一个包含n个bytes的随机字符串
# secrets.token_hex(nbytes=None),返回一个包含n个bytes的16进制随机文本字符串,每个字节转换成两个16进制数字,一般用来生成随即密码
# secrets.token_urlsafe(nbytes=None),返回一个包含n个bytes的随即url字符串,可以用来生成一个临时的随机令牌
# secrets.compare_digest(a, b),比较两个字符串是否相等

print(secrets.choice("古明地盆"))  # 古
print(secrets.choice(["satori", "mashiro", "nagisa"]))  # nagisa
# 和random.choice()是类似的

print(secrets.randbelow(8))  # 6
# 和random.randint()类似,但是secrets.randbelow()只能默认从零开始,且不包含右端点

print(secrets.randbits(7))  # 96

print(secrets.token_bytes())  # b'\x87\x98\x1c\x80TO\xcf\x82\xc9\xf1\xd6\xf6f\xd7\xd7\xae\xea.\xfd0y\xd6\xaf\xfbe\xb4v\x8b@\xc8t\xe6'
print(secrets.token_bytes(nbytes=20))  # b'\xa5:(\xf2\xcb\xb2\xd8\xbce\xacn\x8c\x95\x05:\x07e#\xa7M'

print(secrets.token_hex())  # 0904e492deaab1270f11671d687f3bb2c7ead5283bfe55a3b51e560101c38828
print(secrets.token_hex(20))  # 851801ed1367bc946b1f28812a83a7e84d91908e

print(secrets.token_urlsafe())  # sGGhrL8VLECMYalQ5DHMDm0yugoVsr2M-SvN4z2Qk8k
print(secrets.token_urlsafe(nbytes=20))  # PIvP0VoRxvfignT1MH_p2vNog9U

  

(四)base64

import base64

s = bytes("古明地盆", encoding="utf-8")

en_data1 = base64.b64encode(s)
print(en_data1)  # b'5Y+k5piO5Zyw55uG'
de_data1 = base64.b64decode(en_data1)
print(str(de_data1, encoding="utf-8"))  # 古明地盆

# 可以看出来,是为了考虑url安全的一种加密方式
# 与普通的b64encode不同的是,会将一些字符进行一个替换
en_data2 = base64.urlsafe_b64encode(s)
print(en_data2)  # b'5Y-k5piO5Zyw55uG'
de_data2 = base64.urlsafe_b64decode(en_data2)
print(str(de_data2, encoding="utf-8"))  # 古明地盆

  

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