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hashlib Python（如何运作：开发人员指南）

Curtis Chau
Curtis Chau
已更新:

Python中的hashlib模块是用于处理安全哈希和消息摘要算法的强大工具。 该模块为众多安全哈希算法提供了标准接口，使其成为需要确保数据完整性和安全性的开发人员的多功能选择。 在文章后面，我们还将研究一个来自Iron Software的多功能PDF生成库，名为IronPDF，并编写使用这两个库的脚本来演示它们的用法。

hashlib模块是Python标准库的一部分，因此无需单独安装。 它包括各种加密哈希函数，如MD5、SHA-1、SHA-224、SHA-256、SHA-384、SHA-512以及SHA-3系列。 这些函数用于创建哈希对象，随后可以用于生成数据的哈希值。

主要功能

  1. 广泛的算法支持：hashlib支持多种哈希算法，包括较旧的MD5和SHA-1以及更现代的SHA-256和SHA-3。
  2. 简单的接口：每个哈希算法都有一个构造方法，可以返回哈希对象。 该对象可以使用update方法输入数据，并使用digest或hexdigest方法生成哈希值。
  3. 安全性：虽然某些算法如MD5和SHA-1存在已知漏洞，hashlib包含更安全的选项，如SHA-256和SHA-3。

安装

hashlib是一个内置模块，不需要显式安装。

基本用法

这是一个简单例子，展示了如何使用hashlib通过哈希构造器生成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 Iron Software is Awesome')
# Get the hexadecimal representation of the hash
hash_hex = hash_object.hexdigest()  # hash_hex is the hexadecimal digest
print(hash_hex)  # Output the hash
# Output: 6fc0c7d6af8eb51f0cd89281db55c6a6b76b5310226fa5af2272a8eb42cc1bfe
import hashlib

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

高级功能

  • 多线程支持：与加密哈希函数一起，如果一次提供超过2047字节的数据，hashlib会在计算哈希时释放全局解释器锁（GIL），从而提高多线程应用的性能。
  • 自定义哈希算法：如果你的Python发行版的hashlib链接到提供其他算法的OpenSSL构建，可以通过new()方法访问这些算法。

使用HashLib模块的各种哈希类型

1. 简单哈希

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
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
PYTHON

此代码为输入数据生成SHA-256哈希。

2. 使用不同的摘要大小

import hashlib

# Hashing with different digest sizes
data = b'Hello, World!'

# MD5, SHA-256, and SHA-512 hash generation
hash_md5 = hashlib.md5(data).hexdigest()
hash_sha256 = hashlib.sha256(data).hexdigest()
hash_sha512 = hashlib.sha512(data).hexdigest()

# Print each hash
print("MD5 Hash (hex):", hash_md5)
print("SHA-256 Hash (hex):", hash_sha256)
print("SHA-512 Hash (hex):", hash_sha512)
# Output:
# MD5 Hash (hex): 65a8e27d8879283831b664bd8b7f0ad4
# SHA-256 Hash (hex): dffd6021bb2bd5b0af676290809ec3a53191dd81c7f70a4b28688a362182986f
# SHA-512 Hash (hex): 374d794a95cdcfd8b35993185fef9ba368f160d8daf432d08ba9f1ed1e5abe6cc69291e0fa2fe0006a52570ef18c19def4e617c33ce52ef0a6e5fbe318cb0387
import hashlib

# Hashing with different digest sizes
data = b'Hello, World!'

# MD5, SHA-256, and SHA-512 hash generation
hash_md5 = hashlib.md5(data).hexdigest()
hash_sha256 = hashlib.sha256(data).hexdigest()
hash_sha512 = hashlib.sha512(data).hexdigest()

# Print each hash
print("MD5 Hash (hex):", hash_md5)
print("SHA-256 Hash (hex):", hash_sha256)
print("SHA-512 Hash (hex):", hash_sha512)
# Output:
# MD5 Hash (hex): 65a8e27d8879283831b664bd8b7f0ad4
# SHA-256 Hash (hex): dffd6021bb2bd5b0af676290809ec3a53191dd81c7f70a4b28688a362182986f
# SHA-512 Hash (hex): 374d794a95cdcfd8b35993185fef9ba368f160d8daf432d08ba9f1ed1e5abe6cc69291e0fa2fe0006a52570ef18c19def4e617c33ce52ef0a6e5fbe318cb0387
PYTHON

此代码使用提供的数据生成MD5、SHA-256和SHA-512的哈希。

3. 带键哈希

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
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
PYTHON

此代码演示如何使用Blake2b算法创建带键哈希。

4. 随机哈希

import hashlib
import os

# Randomized hashing example using PBKDF2-HMAC
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
import hashlib
import os

# Randomized hashing example using PBKDF2-HMAC
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
PYTHON

这些示例涵盖了使用不同摘要大小的基本哈希。 可以根据具体需求或偏好进行调整，比如使用不同的算法或参数。

实用应用

  1. 数据完整性：哈希函数通常用于确认记录的完整性。 通过比较原始数据的哈希与接收到的数据的哈希，可以确保数据未被更改。
  2. 密码存储：哈希函数常用于安全存储密码。 系统存储密码的哈希而不是实际的密码。 当用户登录时，输入密码的哈希与存储的哈希进行比较。
  3. 数字签名：哈希函数通常用于创建数字签名，以验证消息的真实性和完整性。

IronPDF 简介

hashlib Python ((如何工作：开发者指南))：图1 - IronPDF for Python：Python PDF库

IronPDF 是一个强大的Python库，用于使用HTML、CSS、图像和JavaScript创建、编辑和签署PDF。 它提供高性能的能力，内存使用最小。 用户可以从HTML生成PDF，合并或拆分PDF文件，提取PDF中的文本和图像，应用水印，将PDF栅格化为图像格式如JPEG和PNG，加密PDF文件等。 IronPDF提供了广泛的PDF操作。

IronPDF的关键特性

HTML 至 PDF 转换

用户可以将HTML文件、HTML字符串和URL转换为PDF。 例如，使用IronPDF的Chrome PDF渲染器将网页渲染为PDF。

跨平台支持

IronPDF为Python 3+版本设计，可在Windows、Mac、Linux或云平台上运行。

IronPDF也适用于.NET, Java, Python, 和Node.js。

编辑和签名

用户可以通过IronPDF设置属性，使用密码和权限添加安全性，和应用数字签名到PDF。

页面模板和设置

IronPDF允许您自定义PDF文件，使用页眉、页脚，页码和可调的边距。 它还支持响应式布局和自定义纸张大小。

标准合规

IronPDF包也符合PDF标准，如PDF/A和PDF/UA。 它支持UTF-8字符编码并处理图像、CSS和字体等资产。

使用IronPDF和HashLib模块生成PDF文档

IronPDF 的先决条件

  1. IronPDF 使用 .NET 6.0 作为其底层技术。 因此，确保.NET 6.0运行时已安装。
  2. Python 3.0+: 您需要安装 Python 版本 3 或更高版本。
  3. Pip：安装Python包安装器pip来安装IronPDF包。

首先，让我们创建一个Python文件来添加我们的脚本。在本例中，我们使用Visual Studio Code作为代码编辑器。

打开Visual Studio Code，创建一个文件hashlibDemo.py。

安装IronPDF库：

 pip install ironpdf

然后添加以下代码来演示IronPDF和Hashlib Python包的使用

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 Iron Software is Awesome</p>"
content += "<h2> Simple hashing example</h2>"

# Simple hashing example
data = b'IronPDF from Iron Software 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")
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 Iron Software is Awesome</p>"
content += "<h2> Simple hashing example</h2>"

# Simple hashing example
data = b'IronPDF from Iron Software 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")
PYTHON

代码解释

提提供的代码展示了使用Python的hashlib库的各种哈希技术：

  1. 简单哈希示例：计算特定数据字符串（b'IronPDF from Iron Software is Awesome '）的SHA-256哈希。
  2. 使用不同的摘要大小进行哈希：此部分演示对相同数据字符串使用MD5、SHA-256和SHA-512算法进行哈希。
  3. 带键哈希示例：此示例使用指定的密钥（b'pseudorandom key '）的blake2b哈希函数对数据进行带键哈希。
  4. 随机哈希示例：利用PBKDF2-HMAC算法和SHA-256使用随机生成的盐生成随机哈希。
  5. PDF生成：在演示哈希示例之后，代码使用IronPDF生成一个包含展示哈希示例的HTML内容的PDF文档。

每个示例都展示了加密哈希的不同方面，如标准哈希、带键哈希和随机哈希技术。

输出

hashlib Python ((如何工作：开发者指南))：图2 - 示例控制台输出

PDF

hashlib Python ((如何工作：开发者指南))：图3 - 使用IronPDF的示例PDF输出

IronPDF 许可证

hashlib Python ((如何工作：开发者指南))：图4 - IronPDF许可页面

IronPDF 运行在Python许可证密钥上。 IronPDF for Python提供免费试用许可证密钥，允许用户在购买前测试其丰富功能。

在使用 IronPDF 包 之前，将许可证密钥放置在脚本的开头：

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

结论

hashlib模块是Python标准库的关键组成部分，为各种应用程序提供强大且安全的哈希函数。 无论您是确保数据完整性、安全存储密码，还是创建数字签名，hashlib都提供所需工具。 另一方面，IronPDF 是一个强大的PDF生成和PDF操作库。 通过这两个库，开发人员可以快速生成哈希并将其存储为PDF格式。

Curtis Chau
Curtis Chau
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技术作家

Curtis Chau 拥有卡尔顿大学的计算机科学学士学位，专注于前端开发，精通 Node.js、TypeScript、JavaScript 和 React。他热衷于打造直观且美观的用户界面，喜欢使用现代框架并创建结构良好、视觉吸引力强的手册。

除了开发之外，Curtis 对物联网 (IoT) 有浓厚的兴趣，探索将硬件和软件集成的新方法。在空闲时间，他喜欢玩游戏和构建 Discord 机器人，将他对技术的热爱与创造力相结合。

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