Python開發(fā)中的用戶密碼哈希算法選擇：bcrypt和Passlib

在設(shè)計系統(tǒng)時，用戶身份認證是一個必不可少的問題。一般來說，用戶驗證時會對數(shù)據(jù)庫中存儲的密碼哈希值進行比對，以避免密碼泄露和反向解密。在Python開發(fā)中，我們可以引入bcrypt或Passlib對用戶密碼進行哈希和驗證處理。本篇文章將介紹這兩者之間的差異，并提供實際使用中的一些代碼供參考。

1、bcrypt和Passlib的介紹

bcrypt和Passlib都是用于密碼哈希和驗證的Python庫，但它們之間有一些顯著的區(qū)別：

• bcrypt：
  • bcrypt是一個專門用于實現(xiàn)bcrypt哈希算法的庫。它相對簡單，專注于單一功能，即對密碼進行bcrypt哈希處理和驗證。
  • 適合只需要bcrypt哈希算法的場景。
  • 提供的API簡單直接，功能較少。
• Passlib：
  • Passlib是一個更高級的密碼哈希庫，它支持多種哈希算法（如bcrypt、PBKDF2、Argon2等），并且提供了更豐富的功能。
  • 適合需要支持多種密碼哈希算法和策略的場景。
  • 提供的CryptContext類可以方便地管理和遷移多個哈希算法，還提供了密碼哈希的自動升級機制，以及對舊算法的棄用處理。

當(dāng)確定只需要使用bcrypt算法并且不需要額外的復(fù)雜功能時，bcrypt是一個合適的選擇。它適合簡單的項目，或者在需要直接控制salt等參數(shù)的情況下使用。

Passlib適合復(fù)雜的項目，尤其是需要支持多個哈希算法或需要遷移哈希算法的場景。適合需要長期維護的項目，因為它提供了更多的配置和安全功能。

bcrypt： 靈活性較低，因為它只支持bcrypt算法。沒有多種哈希算法選擇或密碼策略管理功能。使用簡單，代碼更直觀。如果你只需要bcrypt算法，bcrypt庫可能更容易上手。

Passlib： 提供了很高的靈活性和擴展性。可以根據(jù)需要切換和配置不同的哈希算法，管理復(fù)雜的密碼策略。通過CryptContext，可以輕松管理不同算法之間的過渡。功能強大但相對復(fù)雜，需要更深入的學(xué)習(xí)和理解。但它的高層API設(shè)計得很友好，一旦熟悉，可以簡化很多常見任務(wù)。CryptContext是其中一個用于管理多個哈希算法和密碼哈希策略的類。

示例代碼對比：

bcrypt 使用示例：

Passlib 使用示例：

定義了一個CryptContext對象，用于管理密碼哈希算法。schemes=["bcrypt"]表示你要使用bcrypt算法，而deprecated="auto"表示自動管理過時的哈希方案。

使用pwd_context.hash()方法對密碼進行哈希處理。每次生成的哈希值都是唯一的，即使是相同的密碼也會生成不同的哈希值。

使用pwd_context.verify()方法可以驗證給定的密碼與存儲的哈希值是否匹配。

你還可以在創(chuàng)建CryptContext對象時傳遞更多參數(shù)來定制密碼哈希行為，這種方法可以增強密碼存儲的安全性。

2、使用指定的salt進行加密

在Passlib中，bcrypt算法默認會自動生成一個隨機salt，這也是bcrypt的一種安全特性。如果你想使用指定的salt進行加密，需要注意的是，Passlib并不直接支持通過指定salt來進行哈希處理，因為這可能會降低安全性。

1. 手動拼接salt和密碼： 可以手動拼接salt和密碼，然后對結(jié)果進行哈希處理。但這種方法僅適用于了解風(fēng)險并確保安全措施的場景。
2. 使用bcrypt庫： 直接使用bcrypt庫進行處理，它允許你傳遞一個指定的salt。不過，注意這會有一定的安全風(fēng)險。

1） 使用bcrypt庫指定salt

如果你確實需要指定salt，可以使用bcrypt庫。

2） 手動拼接salt和密碼

如果你使用Passlib，并想使用指定的salt，可以手動拼接salt和密碼，然后對這個組合結(jié)果進行哈希處理。這個方式一般不建議使用，因為它破壞了bcrypt的安全設(shè)計原則。

注意事項

• 使用固定的salt會降低密碼哈希的安全性，因為相同的salt和相同的密碼會生成相同的哈希值。
• bcrypt的設(shè)計初衷是讓每次生成的salt都不同，以此提高安全性。
• 如果你需要在特定的場景下使用固定的salt，一定要確保你的系統(tǒng)有足夠的其他安全措施。

同一密碼，每次獲得的hash值都會不同，那么有些人會問，如果通過pwd_context.hash獲得的hash值，下一次能夠?qū)Ρ日�確嗎？

回答是的，使用pwd_context.hash()生成的哈希值可以在后續(xù)對比中正確匹配，即使每次生成的哈希值看起來不同。Passlib和bcrypt的設(shè)計確保了這一點。

• 自動生成的salt： 每次你使用pwd_context.hash()生成一個新的哈希值時，bcrypt都會自動生成一個隨機的salt并將其嵌入到生成的哈希值中。因此，即使對同一個密碼進行多次哈希，每次生成的哈希值也會不同。
• 驗證過程： 在驗證過程中，pwd_context.verify()會自動從存儲的哈希值中提取salt并重新計算哈希，然后將其與提供的哈希值進行比較。這意味著，即使哈希值不同，驗證仍然能夠成功匹配。

即使你每次運行pwd_context.hash(password)得到的哈希值不同（因為salt不同），pwd_context.verify(password, hashed_password)仍然會返回True，表示密碼驗證成功。

3、加密和解密處理

Passlib主要用于密碼哈希處理，并不支持加密和解密操作。如果你需要對字符串進行加密和解密，或者使用非對稱加密，你需要使用其他庫，例如cryptography或PyCryptodome。

1） 對稱加密和解密

對于對稱加密，你可以使用cryptography庫中的Fernet，它是基于AES算法的加密方案。

對稱加密和解密示例

2） 非對稱加密和解密

對于非對稱加密，你可以使用cryptography庫中的RSA算法。通常，非對稱加密用于加密較短的信息或加密對稱密鑰。

非對稱加密和解密示例

3） 保存和加載密鑰

保存私鑰 :

加載私鑰 :

保存公鑰 :

加載公鑰 :

我們在開發(fā)過程中，可以根據(jù)需求選擇合適的加密方式和庫，并妥善管理密鑰。

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