hashlib Python（工作原理：開發者指南）

Python 中的hashlib模組是一個用於處理安全雜湊和訊息摘要演算法的強大工具。 該模組提供標準介面給多種安全雜湊演算法，使其成為開發人員需要確保數據完整性和安全性的多功能選擇。 在文章的後面，我們還將介紹來自IronSoftware的一個多功能PDF生成庫，稱為IronPDF，並使用這兩個庫撰寫腳本以演示其用法。

介紹

hashlib 模組是 Python 標準程式庫的一部分，因此不需要單獨安裝。 它包括各種加密雜湊函數，如 MD5、SHA-1、SHA-224、SHA-256、SHA-384、SHA-512 以及 SHA-3 系列。 這些函數用於創建雜湊對象，然後可以用於生成數據的雜湊值。

主要功能

1. 廣泛的演算法範圍：hashlib 支援多種雜湊演算法，包括舊的演算法，如 MD5 和 SHA-1，以及更現代的演算法，如 SHA-256 和 SHA-3。

2. 簡單介面：每個雜湊算法都有一個建構子方法返回雜湊物件。 此物件可以使用 update 方法提供資料，並使用 digest 或 hexdigest 方法生成雜湊值。

3. 安全性：雖然一些演算法如 MD5 和 SHA-1 存在已知的漏洞，但 hashlib 包含更安全的選擇，如 SHA-256 和 SHA-3。

安裝

hashlib 是一個內建模組，不需要明確安裝。

基本用法

這是一個簡單的示例，說明如何使用hashlib通過hashlib哈希構造函數生成SHA-256哈希：

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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進階功能

• 多執行緒支援：使用密碼雜湊函式時，若同時提供超過 2047 字節的數據，hashlib 會在計算雜湊時釋放全域直譯器鎖（GIL），從而在多執行緒應用程式中提供更佳的效能。
• 自定義雜湊算法：如果您的 Python 發行版本所使用的 hashlib 已連接到提供其它算法的 OpenSSL 構建，您可以透過 new() 方法訪問這些算法。

使用HashLib模組的各種類型哈希運算

簡單雜湊

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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該代碼為傳入的輸入數據生成 SHA-256

2. 使用不同的摘要大小

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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該代碼使用傳遞的數據生成 md5、sha256 和 sha512 的雜湊值。

3. 鍵控雜湊

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. 隨機雜湊

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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這些範例涵蓋了使用不同摘要大小的基本雜湊。 可以根據具體要求或偏好進行調整，例如使用不同的算法或參數。

實際應用

1. 數據完整性：通常使用雜湊函數來確認記錄的完整性。 透過比較原始資料的雜湊值與接收到的資料的雜湊值，您可以確保資料未被更改。

2. 密碼儲存：雜湊函數經常用於安全地存儲密碼。 系統儲存的是密碼的哈希值而非實際的密碼。 當使用者登入時，輸入密碼的雜湊值會與儲存的雜湊值進行比較。

3. 數位簽章：雜湊函數常被用來創建數位簽章，以驗證訊息的真實性和完整性。

介紹 IronPDF

IronPDF 是一個強大的 Python 程式庫，用於使用 HTML、CSS、圖片和 JavaScript 創建、編輯和簽署 PDF。 它提供高效能並且儲存器使用量極短。 使用者可以從 HTML 生成 PDF，合併或拆分 PDF 文件，從 PDF 中提取文字和圖片，應用浮水印，將 PDF 光柵化為 JPEG 和 PNG 等圖片格式，加密 PDF 文件，等等。 IronPDF 提供廣泛的 PDF 操作功能。

IronPDF 的主要特點

HTML 轉 PDF

用戶可以將 HTML 文件、HTML 字串和 URL 轉換為 PDF。 例如，使用 IronPDF 的 Chrome PDF 渲染器將網頁渲染為 PDF。

跨平台支援

IronPDF設計用於Python 3+版本，並可在Windows、Mac、Linux或雲端平台上運行。

IronPDF 也可在 .NET、Java、Python 和 Node.js 中使用。

編輯和簽署

用戶可以設置屬性，透過密碼和許可權添加安全性，並使用IronPDF對PDF進行數字簽名。

頁面模板和設置

IronPDF 允許您自訂 PDF 文件，包括頁首、頁尾、頁碼和可調整邊距。 它還支援響應式版面配置和自定義紙張大小。

標準合規性

IronPDF 套件還遵循 PDF 標準，例如 PDF/A 和 PDF/UA。 它支援UTF-8 字元編碼，並管理如圖片、CSS 和字體等資產。

使用IronPDF和HashLib模組生成PDF文件

IronPDF 先決條件

1. IronPDF 使用 .NET 6.0 作為其底層技術。 因此，請確保您的系統上已安裝.NET 6.0 運行時。

2. Python 3.0+：您需要安裝 Python 版本 3 或更高版本。

3. Pip：安裝 Python 套件管理工具pip以安裝 IronPDF 套件。

   首先，我們來創建一個 Python 文件來添加我們的腳本。在這個例子中，我們使用Visual Studio Code作為代碼編輯器。

   開啟 Visual Studio Code 並創建一個檔案，命名為 hashlibDemo.py。

   安裝 IronPDF 庫：

pip install ironpdf

pip install ironpdf

然後新增以下程式碼以示範 IronPDF 和 Hashlib Python 套件的使用

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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程式碼說明

所提供的代碼展示了使用 Python 的 `hashlib` 庫進行各種雜湊技術的應用：

1. 簡單的雜湊範例：計算特定數據字串（`b'IronPDF from Iron Software is Awesome"）的 SHA-256 雜湊值。

2. 具有不同摘要大小的雜湊：本節展示了在相同的數據字符串上使用 MD5、SHA-256 和 SHA-512 算法進行雜湊。3. 密鑰雜湊範例：此範例使用`blake2b` 雜湊函數和指定的密鑰（`b'pseudorandom key"）對數據進行密鑰雜湊。

3. 隨機雜湊範例：使用 PBKDF2-HMAC 演算法結合 SHA-256 生成具有隨機生成鹽的隨機雜湊。5。PDF 生成：在展示雜湊範例後，代碼使用 IronPDF 生成一個PDF文件，其中包含展示雜湊範例的HTML內容。

   每個範例說明了密碼雜湊的不同方面，例如標準雜湊、鍵雜湊和隨機雜湊技術。

輸出

PDF

！hashlib Python （（運作原理：開發者指南））：圖 3 - 使用 IronPDF 的範例 PDF 輸出

IronPDF 授權

IronPDF 使用 Python 許可金鑰運行。 IronPDF for Python 提供免費試用授權金鑰讓用戶在購買前測試其廣泛的功能。

將授權碼放在腳本的開頭，在使用IronPDF package之前：

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

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結論

hashlib 模組是 Python 標準函式庫中不可或缺的一部分，為各種應用程式提供強大且安全的雜湊函數。 無論您是在確保數據完整性、安全地存儲密碼，還是創建數位簽章，hashlib 都提供了必要的工具。 另一方面，IronPDF是一個功能強大的 PDF 生成和 PDF 操作庫。 使用這兩個庫，開發者可以快速生成雜湊並將其儲存為 PDF 格式。