Python base64和hashlib模块及用法详解

一、base64模块

base64模块提供了在二进制数据和可打印ASCII字符间编解码的功能，包括 RFC3548中定义的Base16, Base32, Base64, Ascii85, Base85等编码。

base64模块属于标准库，无需进行安装，导入即可使用。

base64模块支持两种接口：

bytes类型数据进行base64编码。即将类字节对象编码为由ASCII可打印字符表示的bytes。
base64编码的bytes类型进行解码。即将类字节对象或纯ASCII字符组成的Unicode字符串解码为bytes。

注意：编码与解码的处理对象是byte，及参数必须是二进制数据，才可以进行正常使用。

1、对字符串编解码

import base64

str = "Hello Python"

# 默认以utf-8编码
byte_str = str.encode("utf-8")
b64_str = base64.b64encode(byte_str)
print(b64_str)

print("-------------")

# 默认以utf-8解码
byte_str2 = base64.b64decode(b64_str)
str2 = byte_str2.decode("utf-8")
print(str2)

2、对URL编解码

import base64

url = "http://www.baidu.com?k1=v1&k2=值二"

# 默认以utf-8编码
byte_url = url.encode("utf-8")
b64_url = base64.b64encode(byte_url)
print(b64_url)  # b'aHR0cDovL3d3dy5iYWlkdS5jb20/azE9djEmazI95YC85LqM'

print("-------------")

# 默认以utf-8解码
byte_url2 = base64.b64decode(b64_url)
url2 = byte_url2.decode("utf-8")
print(url)  # http://www.baidu.com?k1=v1&k2=值二

二、hashlib模块

1、hashlib模块

hashlib是Python的内置模块，提供了多种安全方便的常见摘要算法，其中主要包括MD5，SHA1，SHA256，SHA384，SHA512等。这些摘要方法在使用上通用，返回带有同样接口的hash对象，对算法的选择，差别只在于构造方法的选择。

摘要算法又称哈希算法、散列算法。它通过一个函数算法，把任意长度的数据转换为一个长度固定的数据串）。

1.1 常用属性

import hashlib

#列出hashlib内容
print(dir(hashlib))
#列出所有加密算法
print(hashlib.algorithms_available) 
print(hashlib.algorithms_guaranteed)

#产生的散列字节大小。
h.digest_size

#哈希内部块的大小
h.block_size

1.2 常用方法

# 创建指定加密模式的hash对象
hash.new([arg])

# 更新哈希对象以字符串参数。
# 如果同一个hash对象重复调用该方法，m.update(a); m.update(b) 等价于 m.update(a+b)
hash.update(arg)

# 返回摘要，作为二进制数据字符串值。
hash.digest()

# 返回摘要，作为十六进制数据字符串值
hash.hexdigest()

# 复制
hash.copy()

1.3 使用步骤

方式一：

import hashlib

# -------以 MD5为例-------
# 1. 创建hash工厂
m = hashlib.md5()

# 2. 在内存里面加载二进制数据
# m.update('Hello'.encode('utf-8'))
# m.update('Python'.encode('utf-8'))
## 等价于，如果二进制数据很长的话，可以分开更新
m.update('Hello Python'.encode('utf-8'))

print(m.digest_size)  # 16
print(m.block_size)  # 64

# 3、返回十六进制str摘要值
hash_value = m.hexdigest()
print(hash_value)  # a709c173220d6185d12248faa9f40ac8

# 3.返回bytes格式的消息摘要
print(m.digest())  # b'\xa7\t\xc1s"\ra\x85\xd1"H\xfa\xa9\xf4\n\xc8'

方式二：

import hashlib

'''
一个通用的构造方法，
    name：是某个算法的字符串名称，
    data：是可选的bytes类型待摘要的数据。
'''
m = hashlib.new('md5', b'Hello Python')
print(m.hexdigest())
print(m.digest())

print("-----复制方法测试-----")

# 复制
m2 = m.copy()
print(m2)
print(m2.hexdigest())
print(m2.digest())

2、MD5（消息摘要算法）

MD5消息摘要算法（英语：MD5 Message-Digest Algorithm），一种被广泛使用的密码杂凑函数，可以产生出一个128位的散列值（hash value），用于确保信息传输完整一致。

示例代码如下：

import hashlib

def jm_md5(password):
    # 构建MD5对象
    m = hashlib.md5()
    # 自定义加盐值
    m.update('abc'.encode(encoding='utf-8'))
    m.update(password.encode(encoding='utf-8'))
    # 返回十六进制str摘要值
    password_md5 = m.hexdigest()
    return password, password_md5
res = jm_md5('123456')
print(res) # ('123456', '0659c7992e268962384eb17fafe88364')

3、SHA-256（安全哈希算法）

安全哈希算法（Secure Hash Algorithm）主要适用于数字签名标准（Digital Signature Standard DSS）里面定义的数字签名算法（Digital Signature Algorithm DSA）。验证数据的完整性。

科学家们推出了SHA1，SHA224，SHA256，SHA384，SHA512，当然位数越长，破解难度越大，但同时生成加密的消息摘要所耗时间也更长。常用的还是SHA-256。