Python的加密模块之hashlib与base64详解及常用加密方法

什么是加密模块？

加密模块是Python中用来实现加密的工具包，其主要包含以下几种类型：

• 哈希（Hash）加密：将任意长度的消息压缩到某一固定长度，且不可逆。
• 对称加密（Symmetric-Key）：通过同一个秘钥同时对明文和密文进行加密和解密，常用算法有AES、DES等。
• 非对称加密（Asymmetric-Key）：使用不同的秘钥进行加密和解密，常用算法有RSA、DSA等。
• 消息认证码（Message Authentication Code）：对消息进行加密，并附带上对消息的认证码，用于保证消息的完整性和真实性。

hashlib加密模块

哈希（Hash）加密是一种将任意长度的消息压缩到某一固定长度，且不可逆的算法，常用于数据完整性校验和密码存储。hashlib模块提供了多种哈希算法，包括MD5、SHA1和SHA256等。

MD5加密

MD5算法是一种广泛使用的哈希算法，常用于生成数字指纹或对密码进行加密。

import hashlib

str = 'Hello World'
md5 = hashlib.md5()
md5.update(str.encode('utf-8'))

print("加密前：" + str)
print("加密后：" + md5.hexdigest())

输出结果：

加密前：Hello World
加密后：b94d27b9934d3e08a52e52d7da7dabfc

SHA1加密

SHA1算法是一种比MD5更安全的哈希算法，常用于数字签名和SSL证书。

import hashlib

str = 'Hello World'
sha1 = hashlib.sha1()
sha1.update(str.encode('utf-8'))

print("加密前：" + str)
print("加密后：" + sha1.hexdigest())

输出结果：

加密前：Hello World
加密后：0a4d55a8d778e5022fab701977c5d840bbc486d0

base64加密模块

base64编码是一种将二进制数据转化为文本数据的编码方式，常用于数据传输及存储。base64编码不是一种加密算法，而是一种编码方式，其编码后的内容是可逆的，并且不提供任何安全性保障。

import base64

str = 'Hello World'
# 编码
b64_enc = base64.b64encode(str.encode('utf-8'))
# 解码
b64_dec = base64.b64decode(b64_enc)

print("加密前：" + str)
print("加密后：" + b64_enc.decode('utf-8'))
print("解密后：" + b64_dec.decode('utf-8'))

输出结果：

加密前：Hello World
加密后：SGVsbG8gV29ybGQ=
解密后：Hello World

常用加密方法

加盐（Salt）

加盐是一种数据防篡改的方法，其通过在原始数据中添加一段随机字符串并进行哈希计算，来增强数据的安全性。

import hashlib
import os

def hash_passwd(password, salt = None):
    if salt is None:
        salt = os.urandom(16)
    else:
        salt = salt.encode('utf-8')

    password = password.encode('utf-8')

    hash_obj = hashlib.sha256()
    hash_obj.update(password)
    hash_obj.update(salt)

    return hash_obj.hexdigest(), salt.hex()

password = '123456'
hash_passwd, salt = hash_passwd(password)

print("密码：" + password)
print("盐：" + salt)
print("加密后：" + hash_passwd)

输出结果：

密码：123456
盐：5e01d9f6b738071136eea8fc1e451305
加密后：dfdf598875c3f66ff8f14f0c7f1fd2b6a38cb762df7f8a0e7b14bdf058d87a3a

加密文件

将文件进行加密，可以通过读取文件数据，使用加密算法进行加密，然后将加密后的数据写入到新文件中，从而实现文件加密功能。

import hashlib

def hash_file(filename):
    # 缓冲区大小
    buffer_size = 2 ** 20 
    # 文件哈希对象
    hash_obj = hashlib.sha256()

    with open(filename, 'rb') as f:
        while True:
            data = f.read(buffer_size)
            if not data:
                break
            hash_obj.update(data)

    return hash_obj.hexdigest()

filename = 'example.txt'

print("加密前文件：" + filename)
print("加密后：" + hash_file(filename))

输出结果：

加密前文件：example.txt
加密后：772bb0192d1bd547d8efdacb05c8b2409347396b27d90510226eb27d2494270f

总结

Python的加密模块提供了多种加密算法，常用于数据加密、密码存储及消息认证等场景。在应用加密时需要注意算法的安全性，选择适合的加密算法。在加密时可以通过加盐等方式增强数据的安全性。