hashlib Python（运作原理：开发人员指南）

Python 中的hashlib 模块是处理安全哈希和消息摘要算法的强大工具。 该模块提供了多种安全散列算法的标准接口，是需要确保数据完整性和安全性的开发人员的多功能选择。 在文章的后面，我们还将研究一个来自IronSoftware的多功能PDF生成库，名为IronPDF，并编写一个使用这两个库的脚本来演示它们的用法。

介绍

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，然后可以使用这些对象生成数据的哈希值。

主要功能

1. 广泛的算法范围：hashlib 支持多种哈希算法，包括较旧的算法如 MD5 和 SHA-1，以及更现代的算法如 SHA-256 和 SHA-3。

2. 简单界面：每个哈希算法都有一个构造方法，该方法返回一个哈希对象。 可以使用 update 方法向此对象提供数据，并使用 digest 或 hexdigest 方法生成哈希值。

3. 安全性：尽管像 MD5 和 SHA-1 这样的算法已知存在漏洞，但 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

这是一个简单的示例，说明如何使用 hashlib 通过 hashlib 哈希构造函数生成 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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高级功能

• 多线程支持：使用加密哈希函数，如果一次提供的数据超过2047字节，hashlib将在计算哈希时释放全局解释器锁（GIL），从而在多线程应用程序中实现更好的性能。
• 自定义哈希算法：如果您的 Python 发行版的 hashlib 关联到提供额外算法的 OpenSSL 构建版本，您可以通过 new() 方法访问它们。

使用HashLib模块的各种类型的哈希

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

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该代码为传入的数据生成 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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该代码使用传递的数据生成md5、sha256和sha512的哈希值。

3. 密钥哈希

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

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4. 随机散列

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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这些示例涵盖了使用不同摘要大小的基本哈希。 可以根据特定要求或偏好进行调整，例如使用不同的算法或参数。

实际应用

1. 数据完整性：通常使用哈希函数来确认记录的完整性。 通过比较原始数据的哈希值与接收数据的哈希值，您可以确保数据未被更改。

2. 密码存储：哈希函数通常用于安全存储密码。 系统存储的是密码的哈希而不是实际的密码。 当用户登录时，输入密码的哈希值会与存储的哈希值进行比较。

3. 数字签名：散列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。

介绍IronPDF

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。 它提供高性能能力，且内存使用量极小。 用户可以通过HTML生成PDF，合并或拆分PDF文档，从PDF中提取文本和图像，应用水印，将PDF光栅化为JPEG和PNG等图像格式，加密PDF文件，等等。 IronPDF 提供广泛的 PDF 操作。

IronPDF的主要功能

HTML 转换为 PDF

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 适用于 Python 3+ 版本，并可在 Windows、Mac、Linux 或云平台上运行。

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

编辑和签署

用户可以设置属性，添加安全性，包括密码和权限，并使用IronPDF为PDF应用数字签名。

页面模板和设置

IronPDF允许您通过页眉、页脚、页码和可调节的边距自定义PDF文档。 它还支持响应式布局和自定义纸张尺寸。

标准合规性

IronPDF 软件包也遵循诸如 PDF/A 和 PDF/UA 等 PDF 标准。 它支持UTF-8字符编码，并处理诸如图像、CSS和字体等资源。

使用IronPDF和HashLib模块生成PDF文档

IronPDF 前提条件

1. IronPDF 使用 .NET 6.0 作为其底层技术。 因此，请确保您的系统上已安装.NET 6.0 运行时。

2. Python 3.0+：您需要安装 Python 3 或更高版本。

3. Pip：安装 Python 包管理器pip以安装 IronPDF 包。

   首先，我们创建一个 Python 文件来添加脚本。在这个例子中，我们使用Visual Studio Code作为代码编辑器。

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

   安装IronPDF库：

pip install ironpdf

pip install ironpdf

然后添加下面的代码，演示如何使用IronPDF和Hashlib Python包

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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代码解释

所提供的代码展示了使用 Python 的hashlib库进行各种哈希技术的用法：

1. 简单的哈希示例：计算特定数据字符串（`b'IronPDF from Iron Software is Awesome"）的SHA-256哈希值。

2. 使用不同摘要大小进行哈希：本节演示了在完全相同数据字符串上使用 MD5、SHA-256 和 SHA-512 算法进行哈希。3. 键控哈希示例：此示例使用 `blake2b` 哈希函数和指定的键（`b'pseudorandom key") 对数据进行键控哈希。

3. 随机哈希示例：使用PBKDF2-HMAC算法结合SHA-256生成一个带有随机生成盐值的随机哈希。5. PDF生成：在展示哈希示例后，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。

   每个示例展示了加密哈希的不同方面，例如标准哈希、带密钥的哈希和随机哈希技术。

输出

PDF

IronPDF 许可证

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的功能。

在使用IronPDF package之前，请将许可证密钥放在脚本的开头：

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

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结论

hashlib模块是Python标准库的核心，提供了强大且安全的散列函数以用于各种应用程序。 无论是确保数据完整性、安全存储密码，还是创建数字签名，hashlib 都提供了必要的工具。 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值并将其存储为PDF格式。