hashlib Python (Wie es funktioniert: Ein Leitfaden für Entwickler)

Das hashlib-Modul in Python ist ein leistungsfähiges Werkzeug zum Arbeiten mit sicheren Hash- und Message-Digest-Algorithmen. Dieses Modul bietet eine standardisierte Schnittstelle zu vielen sicheren Hash-Algorithmen und ist damit eine vielseitige Wahl für Entwickler, die die Datenintegrität und Sicherheit gewährleisten müssen. Später im Artikel werden wir auch eine vielseitige PDF-Generierungsbibliothek von IronSoftware namens IronPDF betrachten und ein Skript schreiben, das beide Bibliotheken zur Demonstration ihrer Verwendung nutzt.

Einführung

Das hashlib-Modul ist Teil der Standardbibliothek von Python, daher ist keine separate Installation erforderlich. Es umfasst verschiedene kryptografische Hash-Funktionen, wie zum Beispiel MD5, SHA-1, SHA-224, SHA-256, SHA-384, SHA-512 und die SHA-3-Serie. Diese Funktionen werden verwendet, um Hash-Objekte zu erstellen, die dann verwendet werden können, um Hashes von Daten zu generieren.

Wesentliche Merkmale

1. Breite Palette von Algorithmen: hashlib unterstützt mehrere Hash-Algorithmen, einschließlich älterer wie MD5 und SHA-1 und modernerer wie SHA-256 und SHA-3.

2. Einfache Schnittstelle: Jeder Hash-Algorithmus verfügt über eine Konstruktormethode, die ein Hash-Objekt zurückgibt. Dieses Objekt kann mit Daten über die Update-Methode versorgt werden und den Hash-Wert mittels der Digest- oder Hexdigest-Methoden erzeugen.

3. Sicherheit: Während einige Algorithmen wie MD5 und SHA-1 bekannte Schwachstellen aufweisen, bietet hashlib sicherere Optionen wie SHA-256 und SHA-3.

Einrichtung

hashlib ist ein eingebautes Modul und erfordert keine explizite Installation.

Grundlegende Verwendung

Hier ist ein einfaches Beispiel, wie man hashlib verwendet, um einen SHA-256-Hash mit dem hashlib-Hash-Konstruktor zu erzeugen:

import hashlib
# Creating hash objects with SHA-256
hash_object = hashlib.sha256()
# Update the hash object with data
hash_object.update(b'IronPDF from IronSoftware is Awesome')
# Get the hexadecimal representation of the hash in  bytes object
hash_hex = hash_object.hexdigest() # hash_hex is digest object
print(hash_hex) # byte string
#Output: 6fc0c7d6af8eb51f0cd89281db55c6a6b76b5310226fa5af2272a8eb42cc1bfe

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Erweiterte Funktionen

• Unterstützung für Multithreading: Mit der kryptografischen Hash-Funktion löst hashlib die Global Interpreter Lock (GIL), während ein Hash berechnet wird, wenn mehr als 2047 Byte Daten auf einmal bereitgestellt werden, was eine bessere Leistung in multithreaded Anwendungen ermöglicht.
• Benutzerdefinierte Hash-Algorithmen: Wenn die hashlib-Bibliothek Ihrer Python-Distribution mit einem OpenSSL-Build verknüpft ist, der zusätzliche Algorithmen bereitstellt, können Sie über die new()-Methode darauf zugreifen.

Verschiedene Arten der Hashierung mit dem HashLib-Modul

Einfache Hashing

import hashlib
# Simple hashing example
data = b'Hello, World!'
hash_object = hashlib.sha256(data)
hex_dig = hash_object.hexdigest()
print("SHA-256 Hash:", hex_dig)
#output
SHA-256 Hash: dffd6021bb2bd5b0af676290809ec3a53191dd81c7f70a4b28688a362182986f

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Der Code generiert SHA-256 für eingegebene Daten.

2. Verwendung unterschiedlicher Digest-Größen

import hashlib
# Hashing with different digest sizes
data = b'Hello, World!' # convert to binary data
hash_md5 = hashlib.md5(data).hexdigest()
hash_sha256 = hashlib.sha256(data).hexdigest()
hash_sha512 = hashlib.sha512(data).hexdigest()
print("MD5 Hash (hex):", hash_md5)
print("SHA-256 Hash (hex):", hash_sha256)
print("SHA-512 Hash (hex):", hash_sha512)
#output hash digest with only hexadecimal digits
MD5 Hash (hex): 65a8e27d8879283831b664bd8b7f0ad4
SHA-256 Hash (hex): dffd6021bb2bd5b0af676290809ec3a53191dd81c7f70a4b28688a362182986f
SHA-512 Hash (hex): 374d794a95cdcfd8b35993185fef9ba368f160d8daf432d08ba9f1ed1e5abe6cc69291e0fa2fe0006a52570ef18c19def4e617c33ce52ef0a6e5fbe318cb0387

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Der Code generiert Hashes für md5, sha256 und sha512 unter Verwendung der übergebenen Daten.

3. Schlüssel-Hashing

import hashlib
from hashlib import blake2b
# Keyed hashing example
h = blake2b(key=b'pseudorandom key', digest_size=16)
h.update(b'message data')
print(h.hexdigest())
#output
3d363ff7401e02026f4a4687d4863ced

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4. Zufälliges Hashing

import hashlib
import os
# Randomized hashing example (Salsa20)
data = b'Hello, World!'
salt = os.urandom(16)  # Generate a random salt
hash_object = hashlib.pbkdf2_hmac('sha256', data, salt, 100000)
hex_dig = hash_object.hex()
print("Randomized Hash (SHA-256):", hex_dig)
#output
Randomized Hash (SHA-256): a2a3c1a30a2add1867d55eac97fd9c84dc679691c0f15ae09c01e1bcc63ba47a

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Diese Beispiele umfassen grundlegendes Hashing mit verschiedenen Digest-Größen. Anpassungen können basierend auf spezifischen Anforderungen oder Vorlieben vorgenommen werden, wie zum Beispiel die Verwendung unterschiedlicher Algorithmen oder Parameter.

Praktische Anwendungen

1. Datenintegrität: Hash-Funktionen werden im Allgemeinen verwendet, um die Integrität von Datensätzen zu bestätigen. Durch den Vergleich des Hashes der Originaldaten mit dem Hash der empfangenen Daten können Sie sicherstellen, dass die Daten nicht verändert wurden.

2. Passwortspeicherung: Hash-Funktionen werden häufig verwendet, um Passwörter sicher zu speichern. Das System speichert den Hash des Passworts anstelle des tatsächlichen Passworts. Wenn sich ein Benutzer anmeldet, wird der Hash des eingegebenen Passworts mit dem gespeicherten Hash verglichen.

3. Digitale Signaturen: Hashfunktionen werden häufig verwendet, um digitale Signaturen zu erstellen, die die Authentizität und Integrität einer Nachricht überprüfen.

Einführung in IronPDF

IronPDF ist eine leistungsstarke Python-Bibliothek zum Erstellen, Bearbeiten und Signieren von PDFs mithilfe von HTML, CSS, Bildern und JavaScript. Es bietet Hochleistungsfähigkeiten bei minimalem Speicherverbrauch. Benutzer können PDFs aus HTML generieren, PDF-Dokumente zusammenführen oder teilen, Text und Bilder aus PDFs extrahieren, Wasserzeichen anwenden, ein PDF in Bildformate wie JPEG und PNG rasterisieren, PDF-Dateien verschlüsseln, und mehr. IronPDF bietet eine breite Palette von PDF-Operationen.

Hauptmerkmale von IronPDF

Konvertierung von HTML in PDF

Benutzer können HTML-Dateien, HTML-Zeichenfolgen und URLs in PDFs umwandeln. Zum Beispiel, eine Webseite als PDF rendern mit dem Chrome PDF Renderer von IronPDF.

Plattformübergreifende Unterstützung

IronPDF ist für Python 3+ Versionen konzipiert und läuft auf Windows, Mac, Linux oder Cloud-Plattformen.

IronPDF ist auch in .NET, Java, Python und Node.js verfügbar.

Bearbeitung und Unterzeichnung

Der Benutzer kann Eigenschaften festlegen, Sicherheit mit Passwörtern und Berechtigungen hinzufügen und digitale Signaturen auf PDFs mit IronPDF anwenden.

Seitenvorlagen und Einstellungen

IronPDF ermöglicht es Ihnen, PDF-Dokumente mit Kopf- und Fußzeilen, Seitenzahlen und anpassbaren Rändern zu gestalten. Es unterstützt auch responsive Layouts und benutzerdefinierte Papiergrößen.

Einhaltung von Normen

Das IronPDF-Paket entspricht ebenfalls den PDF-Standards wie PDF/A und PDF/UA. Es unterstützt UTF-8-Zeichenkodierung und verarbeitet Assets wie Bilder, CSS und Schriftarten.

Erstellen Sie PDF-Dokumente mit IronPDF und dem HashLib-Modul

IronPDF-Voraussetzungen

1. IronPDF verwendet .NET 6.0 als zugrunde liegende Technologie. Stellen Sie daher sicher, dass die .NET 6.0-Laufzeitumgebung auf Ihrem System installiert ist.

2. Python 3.0+: Sie müssen Python Version 3 oder höher installiert haben.

3. Pip: Installieren Sie den Python-Paketinstaller pip, um das IronPDF-Paket zu installieren.

   Um zu beginnen, erstellen wir eine Python-Datei, um unsere Skripte hinzuzufügen. Für dieses Beispiel verwenden wir Visual Studio Code als Code-Editor.

   Öffnen Sie Visual Studio Code und erstellen Sie eine Datei namens hashlibDemo.py.

   IronPDF-Bibliothek installieren:

pip install ironpdf

pip install ironpdf

Fügen Sie dann den untenstehenden Code hinzu, um die Verwendung der IronPDF- und Hashlib-Python-Pakete zu demonstrieren

import hashlib
import os
from hashlib import blake2b
from ironpdf import * 
# Apply your license key
License.LicenseKey = "your key"
# Create a PDF from a HTML string using Python
content = "<h1>Awesome Iron PDF with hashlib</h1>"
content += "<p>Data for all the below examples = IronPDF from IronSoftware is Awesome</p>"
content += "<h2> Simple hashing example</h2>"
content += "<p></p>"
# Simple hashing example
data = b'IronPDF from IronSoftware is Awesome'
content += "<p>hashlib.sha256(data)</p>"
hash_object = hashlib.sha256(data)
hex_dig = hash_object.hexdigest()
print("SHA-256 Hash:", hex_dig)
content += "<p>SHA-256 Hash:"+str(hex_dig)+"</p>"
content += "<h2> Hashing with different digest sizes</h2>"
# Hashing with different digest sizes
hash_md5 = hashlib.md5(data).hexdigest()
content += "<p>hashlib.md5(data).hexdigest()</p>"
hash_sha256 = hashlib.sha256(data).hexdigest()
content += "<p>hashlib.sha256(data).hexdigest()</p>"
hash_sha512 = hashlib.sha512(data).hexdigest()
content += "<p>hashlib.sha512(data).hexdigest()</p>"
print("MD5 Hash (hex):", hash_md5)
print("SHA-256 Hash (hex):", hash_sha256)
print("SHA-512 Hash (hex):", hash_sha512)
content += "<p>MD5 Hash (hex):"+str(hash_md5)+"</p>"
content += "<p>SHA-256 Hash (hex):"+str(hash_sha256)+"</p>"
content += "<p>SHA-512 Hash (hex):"+str(hash_sha512)+"</p>"
# Keyed hashing example
content += "<h2> Keyed hashing example</h2>"
h = blake2b(key=b'pseudorandom key', digest_size=16)
content += "<p></p>"
h.update(data)
print(h.hexdigest())
content += "<p>Keyed Hash (hex):"+str(h.hexdigest())+"</p>"
# Randomized hashing example 
content += "<h2> Randomized hashing example </h2>"
salt = os.urandom(16)  # Generate a random salt
hash_object = hashlib.pbkdf2_hmac('sha256', data, salt, 100000)
content += "<p>hashlib.pbkdf2_hmac('sha256', data, salt, 100000)</p>"
hex_dig = hash_object.hex()
print("Randomized Hash (SHA-256):", hex_dig)
content += "<p>Randomized Hash (SHA-256):"+str(hex_dig)+"</p>"
#Generate PDF using IronPDF
renderer = ChromePdfRenderer()
pdf = renderer.RenderHtmlAsPdf(content)
    # Export to a file or Stream
pdf.SaveAs("Demo-hashlib.pdf")

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Code Erläuterung

Der bereitgestellte Code zeigt die Verwendung verschiedener Hashing-Techniken unter Verwendung der Python-Bibliothek `hashlib`:

1. Einfaches Hashing-Beispiel: Berechnet den SHA-256-Hash eines bestimmten Datenstrings (`b'IronPDF from Iron Software is Awesome").

2. Hashing mit unterschiedlichen Digest-Größen: Dieser Abschnitt demonstriert Hashing mit den Algorithmen MD5, SHA-256 und SHA-512 auf dem exakten Datenstring. Beispiel für Keyed-Hashing: Dieses Beispiel verwendet die `blake2b`-Hashfunktion mit einem angegebenen Schlüssel (`b'pseudorandom key'`), um ein Keyed-Hashing auf den Daten durchzuführen.

3. Zufälliges Hashing-Beispiel: Verwendet den PBKDF2-HMAC-Algorithmus mit SHA-256, um einen zufälligen Hash mit einem zufällig generierten Salt zu erzeugen. PDF-Erstellung: Nach der Demonstration der Hashing-Beispiele erstellt der Code ein PDF-Dokument mit IronPDF, das den HTML-Inhalt mit den Hashing-Beispielen enthält.

   Jedes Beispiel veranschaulicht verschiedene Aspekte der kryptografischen Hash-Funktion, wie Standard-Hashing, Keyed-Hashing und randomisierte Hashing-Techniken.

Ausgabe

PDF

IronPDF-Lizenz

IronPDF läuft mit dem Python-Lizenzschlüssel. IronPDF for Python bietet einen kostenlosen Testlizenzschlüssel, mit dem die Benutzer die umfangreichen Funktionen vor dem Kauf testen können.

Platzieren Sie den Lizenzschlüssel am Anfang des Skripts, bevor Sie das IronPDF-Paket verwenden:

from ironpdf import * 
# Apply your license key
License.LicenseKey = "key"

py

Schlussfolgerung

Das hashlib-Modul ist ein wesentlicher Bestandteil der Standardbibliothek von Python und bietet robuste und sichere Hash-Funktionen für verschiedene Anwendungen. Ob Sie die Datenintegrität sicherstellen, Passwörter sicher speichern oder digitale Signaturen erstellen, hashlib bietet die notwendigen Werkzeuge. Andererseits ist IronPDF eine leistungsstarke Bibliothek zur PDF-Erstellung und PDF-Bearbeitung. Mit beiden Bibliotheken können Entwickler schnell Hashes erzeugen und sie im PDF-Format speichern.