Python 2.x 中如何使用hashlib模块进行哈希算法计算-猿码集

1. 前言

Python自带模块hashlib可以实现各种哈希算法。哈希算法可以将数据转换为固定长度的字符串，这个字符串称为哈希值，它具有不可逆性、唯一性和抗干扰性，因此被广泛应用于密码学、数据防篡改等领域。本文将介绍如何在Python2中使用hashlib模块计算哈希值。

2. hashlib模块简介

hashlib模块提供了多种哈希算法的实现，如MD5、SHA-1、SHA-224、SHA-256、SHA-384、SHA-512等，它们的返回值均为固定长度的字符串。模块中的所有哈希算法都有一个共同点：它们都提供了三个方法。

- .update(arg)

用传入的参数更新哈希对象，参数可以是任何二进制数据，比如字符串、文件等。

- .hexdigest()

返回十六进制格式的哈希值。

- .digest()

返回二进制格式的哈希值。

3. 常用的哈希算法

3.1 MD5算法

MD5算法是一种广泛使用的哈希算法，可以将任意长度的数据转换为128位的哈希值。它的优点在于哈希计算速度比较快，但缺点是存在碰撞问题（即不同的数据可能会产生相同的哈希值）。

使用MD5算法计算哈希值的Python代码如下：

import hashlib
data = 'python hashlib MD5'
md5 = hashlib.md5()
md5.update(data)
print(md5.hexdigest())  # '6c4e0e5f70e32d6f4aaaad906d6c53a1'

注意：在Python2中，直接使用md5(data)的写法是不正确的，正确的写法是先创建一个md5对象，然后使用update()方法更新数据，最后调用hexdigest()方法获取十六进制格式的哈希值。

3.2 SHA-1算法

SHA-1算法是一种比MD5更安全的哈希算法，可以将任意长度的数据转换为160位的哈希值。SHA-1的计算速度比MD5慢，但能够提供更高的安全性，因此现在推荐使用SHA-1算法来计算哈希值。

使用SHA-1算法计算哈希值的Python代码如下：

import hashlib
data = 'python hashlib SHA-1'
sha1 = hashlib.sha1()
sha1.update(data)
print(sha1.hexdigest())  # '5f5c0d00bb43de3080c52c8129c8365b83e26d56'

3.3 SHA-256算法

SHA-256算法是SHA-2系列算法中的一种，可以将任意长度的数据转换为256位的哈希值，相比SHA-1算法提供了更高的安全性。

使用SHA-256算法计算哈希值的Python代码如下：

import hashlib
data = 'python hashlib SHA-256'
sha256 = hashlib.sha256()
sha256.update(data)
print(sha256.hexdigest())  # 'f14a0c558f8a812d17eb1644a13d7e622cd0b1a7ba3ee5f1c08a57008ff7eac3'

4. 其他操作

4.1 计算大文件的哈希值

如果要计算大文件的哈希值，直接使用update()方法可能会导致内存占用过高的问题。为了避免这种情况，可以使用read()方法和分块更新的方式。

import hashlib
BLOCKSIZE = 65536
def hashfile(filepath, hashobj):
    with open(filepath, 'rb') as f:
        buf = f.read(BLOCKSIZE)
        while len(buf) > 0:
            hashobj.update(buf)
            buf = f.read(BLOCKSIZE)
md5 = hashlib.md5()
hashfile('largefile.dat', md5)
print(md5.hexdigest())

上面的代码中，hashfile()函数实现了大文件的哈希计算功能。它以BLOCKSIZE为单位分块读取文件内容，然后调用update()方法更新哈希值。

4.2 获取哈希值的二进制表示

除了可以获取十六进制格式的哈希值外，hashlib模块还支持获取哈希值的二进制表示。

import hashlib
data = 'python hashlib SHA-256'
sha256 = hashlib.sha256()
sha256.update(data)
print(sha256.digest())  # '\xf1J\x0cU\x8f\x8a\x81-\x17\xeb\x16D\xa1=\x7eb&,\xd0\xb1\xa7\xba>\xe5\xf1\xc0\x8aW\x00\x8f\xf7\xea\xc3'

5. 总结

hashlib模块提供了多种哈希算法的实现，可以应用于密码学、数据防篡改等领域。不同的哈希算法具有不同的特点，开发者可以根据实际情况选择使用不同的算法。在使用hashlib模块时，需要注意使用正确的方法更新哈希值，并且在处理大文件时使用分块更新的方式，避免占用过高的内存空间。

Python 2.x 中如何使用hashlib模块进行哈希算法计算