Python3 hashlib 模块基本用法详解_Python

在 python3 中，hashlib模块提供了一系列加密哈希算法的实现，用于计算数据的哈希值。哈希算法（又称散列算法）通过将任意长度的输入数据转换为固定长度的输出（哈希值），具有单向性（无法从哈希值反推原始数据）和唯一性（不同数据大概率产生不同哈希值）的特点，常用于数据校验、密码存储、数字签名等场景。

一、基本用法

hashlib的核心流程是：创建哈希对象 → 更新数据 → 获取哈希值。

关键说明：

哈希算法处理的是字节数据（bytes），因此字符串需先通过encode()编码为 bytes（如utf-8）。
可通过update()多次传入数据，最终计算的是所有数据的总哈希值（适合分块处理大数据）。
哈希值可通过digest()（返回 bytes 类型）或hexdigest()（返回十六进制字符串，更易读）获取。

二、常用哈希算法及示例

hashlib支持多种主流算法，如md5、sha1、sha256、sha512等（安全性：sha512 > sha256 > sha1 > md5）。

1. md5

import hashlib
# 1. 创建md5哈希对象
md5_hash = hashlib.md5()
# 2. 更新数据（需传入bytes类型）
data = "hello world"
md5_hash.update(data.encode("utf-8"))  # 字符串编码为bytes
# 3. 获取哈希值（十六进制字符串）
print(md5_hash.hexdigest())  # 输出：5eb63bbbe01eeed093cb22bb8f5acdc3

2. sha-256

import hashlib
# 直接传入bytes数据（b前缀表示bytes）
sha256_hash = hashlib.sha256(b"hello world")
# 获取哈希值
print(sha256_hash.hexdigest())  # 输出：a591a6d40bf420404a011733cfb7b190d62c65bf0bcda32b57b277d9ad9f146e44b0

3. 分块更新数据（适合大文件）

对于大文件或流式数据，可分多次调用update()累积数据，避免一次性加载到内存：

import hashlib
def calculate_file_hash(file_path, algorithm="sha256"):
    # 创建指定算法的哈希对象（通过hashlib.new()支持动态指定算法）
    hash_obj = hashlib.new(algorithm)
    # 分块读取文件并更新哈希
    with open(file_path, "rb") as f:
        while chunk := f.read(4096):  # 每次读取4096字节（可调整）
            hash_obj.update(chunk)
    return hash_obj.hexdigest()
# 示例：计算某文件的sha-256哈希
print(calculate_file_hash("large_file.zip"))  # 输出文件的哈希值

三、重要属性与方法

方法 / 属性	说明
`hashlib.new(algorithm)`	创建指定算法的哈希对象（如`new("sha3_256")`）
`update(data)`	向哈希对象传入数据（data 必须为 bytes）
`digest()`	返回 bytes 类型的哈希值
`hexdigest()`	返回十六进制字符串类型的哈希值
`digest_size`	哈希值的字节长度（如 sha-256 为 32 字节）
`block_size`	算法的块大小（用于内部计算）
`algorithms_available`	系统支持的所有哈希算法列表
`algorithms_guaranteed`	所有 python 环境都保证支持的算法列表

四、注意事项

安全性：md5和sha1已被证明存在安全漏洞，不推荐用于密码存储、数字签名等安全场景，建议使用sha-256、sha-512或更先进的sha3系列。
数据类型：必须传入 bytes 类型数据，字符串需先编码（如str.encode("utf-8")），否则会报错。
哈希碰撞：理论上不同数据可能产生相同哈希值（碰撞），但好的算法（如 sha-256）碰撞概率极低，可忽略。

五、扩展：带密钥的哈希（hmac）

hashlib常与hmac模块配合使用，实现带密钥的哈希（hmac），用于身份验证等场景（如 api 签名）：

import hmac
import hashlib
key = b"my_secret_key"  # 密钥（bytes类型）
data = b"hello world"   # 待加密数据
# 计算hmac-sha256
hmac_obj = hmac.new(key, data, digestmod=hashlib.sha256)
print(hmac_obj.hexdigest())  # 输出带密钥的哈希值

通过hashlib，可以便捷地实现数据哈希计算，满足数据校验、安全存储等需求。实际使用时需根据场景选择合适的算法，并注意数据类型和安全性要求。

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