Python常用内建模块——hashlib
哈希早在大一下学python课程就有所领略，当时被动的接收让我觉得挺难的。但今天静下来学了廖老师的课程之后发现并不难，甚至可以说非常公式化。
首先，hashlib模块实现了多种安全哈希算法的通用接口，包括 MD5、SHA 系列（SHA1、SHA224、SHA256、SHA384、SHA512）、SHA3 系列以及 BLAKE2，而我们常用的一般就是MD5，以及SHA1。
其主要特点包括：
1.算法统一接口：所有哈希算法对象都共享相同的方法（如 update(), digest(), hexdigest()），调用方式标准化。
2.不可逆性：哈希值无法还原出原始数据，常用于加密验证。
3.确定性：相同输入总是产生相同的哈希值。
4.内存优化：支持分块处理大文件，避免内存溢出。
我们以常见的哈希算法MD5为例，计算出一个字符串的MD5值：
另一种常见的哈希算法是SHA1，调用SHA1和调用MD5完全类似：
哈希算法在用户密码的安全性上有着广泛的应用：
任何允许用户登录的网站都会存储用户登录的用户名和口令。如何存储用户名和口令呢？方法是存到数据库表中：
| name | password |
|---|---|
| michael | 123456 |
| bob | abc999 |
| alice | alice2008 |
如果以明文保存用户口令，如果数据库泄露，所有用户的口令就落入黑客的手里。此外，网站运维人员是可以访问数据库的，也就是能获取到所有用户的口令。
正确的保存口令的方式是不存储用户的明文口令，而是存储用户口令的哈希，比如MD5：
| username | password |
|---|---|
| michael | e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e |
| bob | 878ef96e86145580c38c87f0410ad153 |
| alice | 99b1c2188db85afee403b1536010c2c9 |
当用户登录时，首先计算用户输入的明文口令的MD5，然后和数据库存储的MD5对比，如果一致，说明口令输入正确，如果不一致，口令肯定错误。
练习一
根据用户输入的口令，计算出存储在数据库中的MD5口令：
def calc_md5(password):pass
存储MD5的好处是即使运维人员能访问数据库，也无法获知用户的明文口令。
设计一个验证用户登录的函数，根据用户输入的口令是否正确，返回True或False：
db = {'michael': 'e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e','bob': '878ef96e86145580c38c87f0410ad153','alice': '99b1c2188db85afee403b1536010c2c9'
}def login(user, password):pass# 测试:
assert login('michael', '123456')
assert login('bob', 'abc999')
assert login('alice', 'alice2008')
assert not login('michael', '1234567')
assert not login('bob', '123456')
assert not login('alice', 'Alice2008')
print('ok')
练习二
根据用户输入的登录名和口令模拟用户注册，计算更安全的MD5：
db = {}def register(username, password):db[username] = get_md5(password + username + 'the-Salt')
然后，根据修改后的MD5算法实现用户登录的验证：
import hashlib, randomclass User(object):def __init__(self, username, password):self.username = usernameself.salt = ''.join([chr(random.randint(48, 122)) for i in range(20)])self.password = get_md5(password + self.salt)db = {'michael': User('michael', '123456'),'bob': User('bob', 'abc999'),'alice': User('alice', 'alice2008')
}def get_md5(user, pws):return ???def login(username, password):user = db[username]return user.password == get_md5(user, password)# 测试:
assert login('michael', '123456')
assert login('bob', 'abc999')
assert login('alice', 'alice2008')
assert not login('michael', '1234567')
assert not login('bob', '123456')
assert not login('alice', 'Alice2008')
print('ok')
对于第二题的解释
实现功能：
1. 1.
用户注册系统 ：使用固定salt ('the-Salt') 增强密码安全性
2. 2.
用户登录验证系统 ：使用随机salt为每个用户生成独特的密码哈希
核心实现：
- get_md5(s) 函数：将输入字符串转换为字节串，计算并返回MD5哈希值的十六进制表示
- register(username, password) 函数：使用固定salt计算密码哈希并存储
- User 类：为每个用户生成随机salt并计算密码哈希
- login(username, password) 函数：验证用户凭据，使用对应用户的salt重新计算密码哈希并比较
安全特性：
- 使用随机salt为每个用户生成不同的密码哈希，即使相同密码也会产生不同的哈希值
- 结合用户名和salt进一步增强密码安全性
- 存储哈希值而非明文密码