Python 开发中,使用bcrypt 或 Passlib 对系统用户密码进行哈希和验证处理
在设计一个系统的时候,肯定都有会有用户身份认证的问题,一般对用户校验的时候,都是对用户存在数据库总的密码哈希值进行判断,从而避免密码泄露和反向解密,那么在Python 开发中,我们可以引入bcrypt 或 Passlib 对系统用户密码进行哈希和验证处理,以及介绍使用其他类库实现常规加解密处理操作。本篇随笔主要介绍bcrypt 和 Passlib 它们之间的差异,以及在实际使用中的一些代码供参考。
1、bcrypt
和 Passlib的介绍
bcrypt
和 Passlib
都是用于密码哈希和验证的 Python 库,但它们有一些显著的区别:
-
bcrypt:
bcrypt
是一个专门用于实现bcrypt
哈希算法的库。它相对简单,专注于单一功能,即对密码进行bcrypt
哈希处理和验证。- 适合只需要
bcrypt
哈希算法的场景。 - 提供的 API 简单直接,功能较少。
-
Passlib:
Passlib
是一个更高级的密码哈希库,它支持多种哈希算法(如bcrypt
、PBKDF2
、Argon2
等),并且提供了更丰富的功能。- 适合需要支持多种密码哈希算法和策略的场景。
- 提供的
CryptContext
类可以方便地管理和迁移多个哈希算法。还提供了密码哈希的自动升级机制,以及对旧算法的弃用处理。
当你确定只需要使用 bcrypt
算法,并且不需要额外的复杂功能时,bcrypt
是一个合适的选择。它适合简单的项目,或者在需要直接控制 salt
等参数的情况下使用。
Passlib 适合复杂的项目,尤其是需要支持多个哈希算法或需要迁移哈希算法的场景。适合需要长期维护的项目,因为它提供了更多的配置和安全功能。
bcrypt: 灵活性较低,因为它只支持 bcrypt
算法。没有多种哈希算法选择或密码策略管理功能。使用简单,代码更直观。如果你只需要 bcrypt
算法,bcrypt
库可能更容易上手。
Passlib:提供了很高的灵活性和扩展性。可以根据需要切换和配置不同的哈希算法,管理复杂的密码策略。通过 CryptContext
,可以轻松管理不同算法之间的过渡。功能强大但相对复杂,需要更深入的学习和理解。但它的高层 API 设计得很友好,一旦熟悉,可以简化很多常见任务。CryptContext
是其中一个用于管理多个哈希算法和密码哈希策略的类。
示例代码对比:
bcrypt 使用示例:
import bcrypt password = b"supersecretpassword" hashed = bcrypt.hashpw(password, bcrypt.gensalt()) # 验证密码 if bcrypt.checkpw(password, hashed): print("Password matches!") else: print("Password does not match.")
Passlib 使用示例:
from passlib.context import CryptContext # 创建一个 CryptContext 对象 pwd_context = CryptContext(schemes=["bcrypt"], deprecated="auto") # 哈希密码 password = "my_secret_password" hashed_password = pwd_context.hash(password) print("Hashed password:", hashed_password) # 验证密码 is_correct = pwd_context.verify(password, hashed_password) if is_correct: print("密码正确") else: print("密码错误")
定义了一个 CryptContext
对象,用于管理密码哈希算法。schemes=["bcrypt"]
表示你要使用 bcrypt
算法,而 deprecated="auto"
表示自动管理过时的哈希方案。
使用 pwd_context.hash()
方法对密码进行哈希处理。每次生成的哈希值都是唯一的,即使是相同的密码也会生成不同的哈希值。
使用 pwd_context.verify()
方法可以验证给定的密码与存储的哈希值是否匹配。
你还可以在创建 CryptContext
对象时传递更多参数来定制密码哈希行为,这种方法可以增强密码存储的安全性。例如:
pwd_context = CryptContext( schemes=["bcrypt"], bcrypt__rounds=12 # bcrypt 的哈希轮数,默认为 12 )
2、使用指定的salt进行加密
在 Passlib
中,bcrypt
算法默认会自动生成一个随机的 salt
,这也是 bcrypt
的一种安全特性。如果你想使用指定的 salt
进行加密,需要注意的是,Passlib
并不直接支持通过指定 salt
来进行哈希处理,因为这可能会降低安全性。
不过,如果你确实需要使用指定的 salt
进行哈希处理,你可以使用以下的方式:
-
手动拼接
salt
和密码:可以手动拼接salt
和密码,然后对结果进行哈希处理。但这种方法仅适用于了解风险并确保安全措施的场景。 -
使用
bcrypt
库:直接使用bcrypt
库进行处理,它允许你传递一个指定的salt
。不过,注意这会有一定的安全风险。
1) 使用 bcrypt
库指定 salt
如果你确实需要指定 salt
,可以使用 bcrypt
库。
import bcrypt # 指定的 salt(必须为 16 字节,前缀为 b"$2b$") salt = bcrypt.gensalt(rounds=12) # 或者使用自定义的 16 字节 salt print(f"Generated salt: {salt}") # 要加密的密码 password = "my_secret_password" # 使用指定的 salt 进行加密 hashed_password = bcrypt.hashpw(password.encode('utf-8'), salt) print(f"Hashed password: {hashed_password}")
2) 手动拼接 salt
和密码
如果你使用 Passlib
,并想使用指定的 salt
,可以手动拼接 salt
和密码,然后对这个组合结果进行哈希处理。这个方式一般不建议使用,因为它破坏了 bcrypt
的安全设计原则。
from passlib.context import CryptContext # 创建一个 CryptContext 对象 pwd_context = CryptContext(schemes=["bcrypt"], deprecated="auto") # 自定义 salt custom_salt = "my_custom_salt" # 拼接 salt 和密码 password = "my_secret_password" password_with_salt = custom_salt + password # 对拼接后的字符串进行哈希处理 hashed_password = pwd_context.hash(password_with_salt) print("Hashed password with custom salt:", hashed_password)
注意事项
- 使用固定的
salt
会降低密码哈希的安全性,因为相同的salt
和相同的密码会生成相同的哈希值。 bcrypt
的设计初衷是让每次生成的salt
都不同,以此提高安全性。- 如果你需要在特定的场景下使用固定的
salt
,一定要确保你的系统有足够的其他安全措施。
同一密码,每次获得的hash值都会不同,那么有些人会问,如果通过pwd_context.hash获得的hash值,下一次能够对比正确吗?
回答是的,使用 pwd_context.hash()
生成的哈希值可以在后续对比中正确匹配,即使每次生成的哈希值看起来不同。Passlib
和 bcrypt
的设计确保了这一点。
-
自动生成的
salt
:每次你使用pwd_context.hash()
生成一个新的哈希值时,bcrypt
都会自动生成一个随机的salt
并将其嵌入到生成的哈希值中。因此,即使对同一个密码进行多次哈希,每次生成的哈希值也会不同。 -
验证过程:在验证过程中,
pwd_context.verify()
会自动从存储的哈希值中提取salt
并重新计算哈希,然后将其与提供的哈希值进行比较。这意味着,即使哈希值不同,验证仍然能够成功匹配。
即使你每次运行 pwd_context.hash(password)
得到的哈希值不同(因为 salt
不同),pwd_context.verify(password, hashed_password)
仍然会返回 True
,表示密码验证成功。
3、加密和解密处理
Passlib
主要用于密码哈希处理,并不支持加密和解密操作。如果你需要对字符串进行加密和解密,或者使用非对称加密,你需要使用其他库,例如 cryptography
或 PyCryptodome
。
1)对称加密和解密
对于对称加密,你可以使用 cryptography
库中的 Fernet
,它是基于 AES 算法的加密方案。
安装 cryptography
库
pip install cryptography
对称加密和解密示例
from cryptography.fernet import Fernet # 生成密钥(注意:密钥需要安全存储) key = Fernet.generate_key() cipher = Fernet(key) # 加密 message = "This is a secret message" encrypted_message = cipher.encrypt(message.encode()) print("Encrypted:", encrypted_message) # 解密 decrypted_message = cipher.decrypt(encrypted_message).decode() print("Decrypted:", decrypted_message)
2) 非对称加密和解密
对于非对称加密,你可以使用 cryptography
库中的 RSA
算法。通常,非对称加密用于加密较短的信息或加密对称密钥。
非对称加密和解密示例
from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import rsa, padding from cryptography.hazmat.primitives import serialization, hashes # 生成私钥和公钥 private_key = rsa.generate_private_key( public_exponent=65537, key_size=2048, ) public_key = private_key.public_key() # 加密 message = b"This is a secret message" encrypted_message = public_key.encrypt( message, padding.OAEP( mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256()), algorithm=hashes.SHA256(), label=None ) ) print("Encrypted:", encrypted_message) # 解密 decrypted_message = private_key.decrypt( encrypted_message, padding.OAEP( mgf=padding.MGF1(algorithm=hashes.SHA256()), algorithm=hashes.SHA256(), label=None ) ) print("Decrypted:", decrypted_message.decode())
3)保存和加载密钥
保存私钥:
private_pem = private_key.private_bytes( encoding=serialization.Encoding.PEM, format=serialization.PrivateFormat.TraditionalOpenSSL, encryption_algorithm=serialization.NoEncryption() ) with open('private_key.pem', 'wb') as f: f.write(private_pem)
加载私钥:
with open('private_key.pem', 'rb') as f: private_key = serialization.load_pem_private_key( f.read(), password=None, )
保存公钥:
public_pem = public_key.public_bytes( encoding=serialization.Encoding.PEM, format=serialization.PublicFormat.SubjectPublicKeyInfo ) with open('public_key.pem', 'wb') as f: f.write(public_pem)
加载公钥:
with open('public_key.pem', 'rb') as f: public_key = serialization.load_pem_public_key(f.read())
我们在开发过程总,可以根据需求选择合适的加密方式和库,并妥善管理密钥。