10.python3标准库--加密
''' 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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