加密算法介紹

HASH

Hash，一般翻譯做“散列”，也有直接音譯為”哈希”的，就是把任意長度的輸入（又叫做預映射，pre-image），通過散列算法，變換成固定長度的輸出，該輸出就是散列值。這種轉換是一種壓縮映射，也就是，散列值的空間通常遠小於輸入的空間，不同的輸入可能會散列成相同的輸出，而不可能從散列值來唯一的確定輸入值。

簡單的說就是一種將任意長度的消息壓縮到某一固定長度的消息摘要的函數。

HASH主要用於信息安全領域中加密算法，他把一些不同長度的信息轉化成雜亂的128位的編碼裏,叫做HASH值.也可以說，hash就是找到一種數據內容和數據存放地址之間的映射關系

MD5

什麽是MD5算法

MD5訊息摘要演算法（英語：MD5 Message-Digest Algorithm），一種被廣泛使用的密碼雜湊函數，可以產生出一個128位的散列值（hash value），用於確保信息傳輸完整一致。MD5的前身有MD2、MD3和MD4。

MD5功能

輸入任意長度的信息，經過處理，輸出為128位的信息（數字指紋）；
不同的輸入得到的不同的結果（唯一性）；

MD5算法的特點

1. 壓縮性：任意長度的數據，算出的MD5值的長度都是固定的
2. 容易計算：從原數據計算出MD5值很容易
3. 抗修改性：對原數據進行任何改動，修改一個字節生成的MD5值區別也會很大
4. 強抗碰撞：已知原數據和MD5，想找到一個具有相同MD5值的數據（即偽造數據）是非常困難的。

MD5算法是否可逆？

MD5不可逆的原因是其是一種散列函數，使用的是hash算法，在計算過程中原文的部分信息是丟失了的。

MD5用途

1. 防止被篡改：

   • 比如發送一個電子文檔，發送前，我先得到MD5的輸出結果a。然後在對方收到電子文檔後，對方也得到一個MD5的輸出結果b。如果a與b一樣就代表中途未被篡改。

   • 比如我提供文件下載，為了防止不法分子在安裝程序中添加木馬，我可以在網站上公布由安裝文件得到的MD5輸出結果。

   • SVN在檢測文件是否在CheckOut後被修改過，也是用到了MD5.

2. 防止直接看到明文：

   • 現在很多網站在數據庫存儲用戶的密碼的時候都是存儲用戶密碼的MD5值。這樣就算不法分子得到數據庫的用戶密碼的MD5值，也無法知道用戶的密碼。（比如在UNIX系統中用戶的密碼就是以MD5（或其它類似的算法）經加密後存儲在文件系統中。當用戶登錄的時候，系統把用戶輸入的密碼計算成MD5值，然後再去和保存在文件系統中的MD5值進行比較，進而確定輸入的密碼是否正確。通過這樣的步驟，系統在並不知道用戶密碼的明碼的情況下就可以確定用戶登錄系統的合法性。這不但可以避免用戶的密碼被具有系統管理員權限的用戶知道，而且還在一定程度上增加了密碼被破解的難度。）

3. 防止抵賴（數字簽名）：

   • 這需要一個第三方認證機構。例如A寫了一個文件，認證機構對此文件用MD5算法產生摘要信息並做好記錄。若以後A說這文件不是他寫的，權威機構只需對此文件重新產生摘要信息，然後跟記錄在冊的摘要信息進行比對，相同的話，就證明是A寫的了。這就是所謂的“數字簽名”。

SHA-1

安全哈希算法（Secure Hash Algorithm）主要適用於數字簽名標準（Digital Signature Standard DSS）裏面定義的數字簽名算法（Digital Signature Algorithm DSA）。對於長度小於2^64位的消息，SHA1會產生一個160位的消息摘要。當接收到消息的時候，這個消息摘要可以用來驗證數據的完整性。

SHA是美國國家安全局設計的，由美國國家標準和技術研究院發布的一系列密碼散列函數。

由於MD5和SHA-1於2005年被山東大學的教授王小雲破解了，科學家們又推出了SHA224, SHA256, SHA384, SHA512，當然位數越長，破解難度越大，但同時生成加密的消息摘要所耗時間也更長。目前最流行的是加密算法是SHA-256 .

MD5與SHA-1的比較

由於MD5與SHA-1均是從MD4發展而來，它們的結構和強度等特性有很多相似之處，SHA-1與MD5的最大區別在於其摘要比MD5摘要長32 比特。對於強行攻擊，產生任何一個報文使之摘要等於給定報文摘要的難度：MD5是2128數量級的操作，SHA-1是2160數量級的操作。產生具有相同摘要的兩個報文的難度：MD5是264是數量級的操作，SHA-1 是280數量級的操作。因而,SHA-1對強行攻擊的強度更大。但由於SHA-1的循環步驟比MD5多80:64且要處理的緩存大160比特:128比特，SHA-1的運行速度比MD5慢。

Python的 提供的相關模塊

用於加密相關的操作，3.x裏代替了md5模塊和sha模塊，主要提供 SHA1, SHA224, SHA256, SHA384, SHA512 ，MD5 算法

import hashlib

m = hashlib.md5()
m.update(b"Hello")
m.update(b"It‘s me")
print(m.digest())
m.update(b"It‘s been a long time since last time we ...")

print(m.digest()) #2進制格式hash
print(len(m.hexdigest())) #16進制格式hash
‘‘‘
def digest(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
    """ Return the digest value as a string of binary data. """
    pass

def hexdigest(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
    """ Return the digest value as a string of hexadecimal digits. """
    pass

‘‘‘
import hashlib

# ######## md5 ########

hash = hashlib.md5()
hash.update(‘admin‘)
print(hash.hexdigest())

# ######## sha1 ########

hash = hashlib.sha1()
hash.update(‘admin‘)
print(hash.hexdigest())

# ######## sha256 ########

hash = hashlib.sha256()
hash.update(‘admin‘)
print(hash.hexdigest())


# ######## sha384 ########

hash = hashlib.sha384()
hash.update(‘admin‘)
print(hash.hexdigest())

# ######## sha512 ########

hash = hashlib.sha512()
hash.update(‘admin‘)
print(hash.hexdigest())

Python 基礎 - 4.12 HASH處理模塊