15.1. hashlib – Безопасные хеши и дайджесты сообщений¶hashlib – Secure hashes and message digests

15.1.1. Алгоритмы хеширования¶Hash algorithms

Для каждого типа хеша существует один метод-конструктор. Все они возвращают объект хеша с одинаковым простым интерфейсом. Например: используйте sha1() для создания объекта хеша SHA1. Теперь можно передавать этому объекту байтоподобные объекты (обычно bytes) с помощью метода update(). В любой момент можно запросить у него дайджест всех переданных на данный момент данных, используя методы digest() или hexdigest().

Конструкторы алгоритмов хеширования, которые всегда присутствуют в этом модуле: md5(), sha1(), sha224(), sha256(), sha384(), и sha512(). Дополнительные алгоритмы могут быть доступны в зависимости от библиотеки OpenSSL, которую Python использует на платформе.

Например, чтобы получить дайджест байтовой строки b'Nobody inspects the spammish repetition':

>>> import hashlib
>>> m = hashlib.md5()
>>> m.update(b"Nobody inspects")
>>> m.update(b" the spammish repetition")
>>> m.digest()
b'\xbbd\x9c\x83\xdd\x1e\xa5\xc9\xd9\xde\xc9\xa1\x8d\xf0\xff\xe9'
>>> m.digest_size
16
>>> m.block_size
64

Более компактно:

>>> hashlib.sha224(b"Nobody inspects the spammish repetition").hexdigest()
'a4337bc45a8fc544c03f52dc550cd6e1e87021bc896588bd79e901e2'

hashlib.new(name[, data])¶

Это универсальный конструктор, который принимает строковое имя желаемого алгоритма в качестве первого параметра. Он также существует для обеспечения доступа к перечисленным выше хешам, а также к любым другим алгоритмам, которые может предложить ваша библиотека OpenSSL. Именованные конструкторы намного быстрее, чем new(), и их следует предпочитать.

Использование new() с алгоритмом, предоставляемым OpenSSL:

>>> h = hashlib.new('ripemd160')
>>> h.update(b"Nobody inspects the spammish repetition")
>>> h.hexdigest()
'cc4a5ce1b3df48aec5d22d1f16b894a0b894eccc'

Hashlib предоставляет следующие константные атрибуты:

hashlib.algorithms_guaranteed¶

Множество, содержащее имена алгоритмов хеширования, которые гарантированно поддерживаются этим модулем на всех платформах.

Новое в версии 3.2.

hashlib.algorithms_available¶

Множество, содержащее имена хеш-алгоритмов, доступных в работающем интерпретаторе Python. Эти имена будут распознаны при передаче в new(). algorithms_guaranteed всегда будет подмножеством. Один и тот же алгоритм может появляться в этом множестве несколько раз под разными именами (благодаря OpenSSL).

Новое в версии 3.2.

Следующие значения предоставляются в качестве константных атрибутов хеш-объектов, возвращаемых конструкторами:

hash.digest_size¶

Размер результирующего хеша в байтах.

hash.block_size¶

Внутренний размер блока хэш-алгоритма в байтах.

Хэш-объект имеет следующие атрибуты:

hash.name¶

Каноническое имя этого хеша, всегда в нижнем регистре и всегда подходящее в качестве параметра для new(), чтобы создать другой хеш того же типа.

Изменено в версии 3.4: Атрибут name присутствует в CPython с самого начала, но до Python 3.4 не был формально определён, поэтому может отсутствовать на некоторых платформах.

Хеш-объект имеет следующие методы:

hash.update(arg)¶

Обновляет объект хеша с помощью объекта arg, который должен быть интерпретируемым как буфер байтов. Повторные вызовы эквивалентны одному вызову с конкатенацией всех аргументов: m.update(a); m.update(b) эквивалентно m.update(a+b).

Изменено в версии 3.1: GIL Python освобождается, чтобы другие потоки могли выполняться, пока происходит обновление хеша для данных размером более 2047 байт при использовании алгоритмов хеширования, предоставляемых OpenSSL.

hash.digest()¶

Возвращает дайджест данных, переданных методу update() на данный момент. Это байтовый объект размером digest_size, который может содержать байты во всём диапазоне от 0 до 255.

hash.hexdigest()¶

Как digest(), за исключением того, что дайджест возвращается в виде строкового объекта двойной длины, содержащего только шестнадцатеричные цифры. Это можно использовать для безопасного обмена значением в электронной почте или других недвоичных средах.

hash.copy()¶

Возвращает копию («клон») хеш-объекта. Это можно использовать для эффективного вычисления дайджестов данных, имеющих общую начальную подстроку.

15.1.2. Выработка ключей¶Key derivation

Алгоритмы вывода ключей и растяжения ключей предназначены для безопасного хэширования паролей. Простые алгоритмы, такие как sha1(password), не устойчивы к атакам полным перебором. Хорошая функция хэширования паролей должна быть настраиваемой, медленной и включать соль.

hashlib.pbkdf2_hmac(hash_name, password, salt, iterations, dklen=None)¶

Функция реализует функцию вывода ключей на основе пароля PKCS#5 версии 2. Она использует HMAC в качестве псевдослучайной функции.

Строка hash_name – это желаемое имя алгоритма хэширования для HMAC, например 'sha1' или 'sha256'. password и salt интерпретируются как буферы байтов. Приложениям и библиотекам следует ограничивать password разумной длиной (например, 1024). salt должна содержать около 16 или более байтов из надёжного источника, например os.urandom().

Количество итераций должно выбираться на основе алгоритма хеширования и вычислительной мощности. По состоянию на 2013 год рекомендуется не менее 100 000 итераций SHA-256.

dklen – это длина производного ключа. Если dklen равен None, то используется размер дайджеста алгоритма хеширования hash_name, например, 64 для SHA-512.

>>> import hashlib, binascii
>>> dk = hashlib.pbkdf2_hmac('sha256', b'password', b'salt', 100000)
>>> binascii.hexlify(dk)
b'0394a2ede332c9a13eb82e9b24631604c31df978b4e2f0fbd2c549944f9d79a5'

Новое в версии 3.4.

Примечание

Быстрая реализация pbkdf2_hmac доступна в OpenSSL. Реализация на Python использует встроенную версию hmac. Она примерно в три раза медленнее и не освобождает GIL.