hmac

通过哈希算法,我们可以验证一段数据是否有效,方法就是对比该数据的哈希值,例如,判断用户口令是否正确,我们用保存在数据库中的password_md5对比计算md5(password)的结果,如果一致,用户输入的口令就是正确的。

为了防止黑客通过彩虹表根据哈希值反推原始口令,在计算哈希的时候,不能仅针对原始输入计算,需要增加一个salt来使得相同的输入也能得到不同的哈希,这样,大大增加了黑客破解的难度。

如果salt是我们自己随机生成的,通常我们计算MD5时采用md5(message + salt)。但实际上,把salt看做一个“口令”,加salt的哈希就是:计算一段message的哈希时,根据不通口令计算出不同的哈希。要验证哈希值,必须同时提供正确的口令。

这实际上就是Hmac算法:Keyed-Hashing for Message Authentication。它通过一个标准算法,在计算哈希的过程中,把key混入计算过程中。

和我们自定义的加salt算法不同,Hmac算法针对所有哈希算法都通用,无论是MD5还是SHA-1。采用Hmac替代我们自己的salt算法,可以使程序算法更标准化,也更安全。

Python自带的hmac模块实现了标准的Hmac算法。我们来看看如何使用hmac实现带key的哈希。

我们首先需要准备待计算的原始消息message,随机key,哈希算法,这里采用MD5,使用hmac的代码如下:

>>> import hmac
>>> message = b'Hello, world!'
>>> key = b'secret'
>>> h = hmac.new(key, message, digestmod='MD5')
>>> # 如果消息很长,可以多次调用h.update(msg)
>>> h.hexdigest()
'fa4ee7d173f2d97ee79022d1a7355bcf'

可见使用hmac和普通hash算法非常类似。hmac输出的长度和原始哈希算法的长度一致。需要注意传入的key和message都是bytes类型,str类型需要首先编码为bytes。