如何使用Python函数来生成加密散列值？

在计算机科学中，散列函数是一种把任意长度的数据映射到固定长度的散列值（哈希值）的函数，通常用于数字签名、消息认证码、密码 hashing 等场景中。其中密码 hashing 是一种将密码转换为不可逆散列值的技术，以保护用户的密码不被盗用或泄露。在本文中，我们将介绍如何使用 Python 中的函数来生成加密散列值。

Python 中有两个功能强大的模块可用于密码 hashing：hashlib 和 bcrypt。我们将对这两种方法进行讨论。

一、hashlib

Python 中的 hashlib 模块提供了各种广泛使用的哈希函数，包括 MD5、SHA-1、SHA-224、SHA-256、SHA-384 和 SHA-512。下面是一个使用 hashlib 模块生成加密散列值的示例：

import hashlib

def generate_hash(passwd):
    salt = b'salt' # 初始化一个盐值
    hashed_passwd = hashlib.pbkdf2_hmac('sha256', passwd.encode('utf-8'), salt, 100000)
    return hashed_passwd.hex()

# 测试
print(generate_hash('mypassword'))

在上述代码中，generate_hash() 函数接收一个密码参数并返回一个字符串类型的散列值。该函数使用 pbkdf2_hmac() 函数，该函数接收四个参数：

- hash_name：哈希算法名称（例如：'sha256'）

- password：密码字符串（需要编码为 bytes 格式）

- salt：一个随机字节串，用于增加密码的熵值（通常用于防止彩虹表攻击）。

- iterations：加密迭代次数（设置越高，计算散列值的计算量越高，密码被攻击的难度越高）。

上面的示例使用 SHA-256 算法计算密码散列值，并将其转换为十六进制的字符串。

二、bcrypt

Bcrypt 是一种现代的密码 hashing 方案，它使用自己的无补位哈希函数，且支持盐值。在多个平台上，它已被广泛应用授权和身份验证的场景。Bcrypt 模块可以通过 pip 安装，使用起来非常简单：

import bcrypt

def generate_bcrypt_hash(passwd):
    salt = bcrypt.gensalt()
    hashed_passwd = bcrypt.hashpw(passwd.encode('utf-8'), salt)
    return hashed_passwd.decode('utf-8')

# 测试
print(generate_bcrypt_hash('mypassword'))

上面的示例中，generate_bcrypt_hash() 函数接收一个密码参数，并返回字符串类型的 bcrypt 散列值。该函数使用 gensalt() 函数生成盐，使用 hashpw() 函数计算密码的 bcrypt 散列值。注意使用 bcrypt.hashpw() 函数之后返回的是 bytes 类型的 hash。

总结

散列函数是一种可能有很多用途的计算机科学工具，但密码 hashing 是它们的一种最常见的用途。Python 的 hashlib 和 bcrypt 模块提供了非常方便的机制来生成加密散列值。通过合理设置参数，我们可以使得密码更加安全。但是需要注意的是，散列函数也有很多漏洞和弱点，在使用时仍需小心。