27、hash算法与random随机值

一、哈希算法hashlib模块

1、何为hash？

简单来说hash算法是一种摘要算法，又称散列算法，它对数据进行运算后得到一串hash值！如果各位有兴趣，网上有很多文章非常详细地介绍hash！

2、为何用hash？

先来说说hash的几个特点：

2.1、不可逆性

即使知道hash值，但你无法根据hash值反推算出原数据！根据这个特性，hash算法极其适合用于加密数据！

2.2、定长输出

无论要计算的数据有多大，输出的hash值长度永远不变！

2.3、雪崩效应

大家知道在雪山上，因为雪花结构特点，大声呼喊时极容易引起雪崩！同理，hash算法只要数据有细微改变，计算出来的hash也是不一样的！根据这个特点，它非常适合用于校验数据的完整性，只要改过一个字符，计算出来的结果都是不一样的！

2.4、确定性

同一种算法，计算同样的数据，得到的结果一定是一样的！

3、如何用hash？

以前Python2有MD5、SHA两个模块，Python出了个hashlib把它们都涵盖了，目前涵盖有以下算法：

• md5
• sha1
• sha224
• sha256
• sha384
• sha512

以上算法按照复杂程度自上而下为简单至复杂，当然越复杂也计算得越慢，digest摘要长度也越长！

3.1、计算hash值

md5_value = hashlib.md5()  # 其它算法仅需要在这里把md5换成对应的sha1 sha224 sha256 sha384 sha512即可
md5_value.update('hello'.encode('utf-8'))  # 此处拿到的是一个hash的对象，需要用hexdigest来获取hash值
print(md5_value)
print(md5_value.hexdigest())

# 执行得到结果
<md5 HASH object @ 0x01653E50>  # 得到的是HASH对象
5d41402abc4b2a76b9719d911017c592  # 解开后真正的hash值

下面来比较一下各算法hash长度，数据统一为"hello,world!"

4、密码应用hash

前面说过hash算法具有不可逆性，适合用于账号密码的存放，hash值明显就比明文密码比如"123456"这种强！但是回头想想，假设存放口令的数据库等落入了不法之徒手里！因为很多人喜欢设置简单密码，比如生日，123456等等简单密码，这时候不法之徒们虽然看到的是一串串hash值，但是他们只需要提前将一些常见的密码组合计算出hash值来一一进行对比，那么你的简单密码很有可能就被碰撞出来！

针对这种情况，我们可以在口令存入的那一刻给它加点东西，这样它计算出来的hash一定跟原文hash值不一样，这样就算黑客猜对了正确密码的hash值也是错误的！

passwd = input('请输入需要设置的密码：').__str__()

print('原hash值：', hashlib.md5(passwd.encode('utf-8')).hexdigest())
new_hash = passwd + 'haha'
print('新hash值：', hashlib.md5(new_hash.encode('utf-8')).hexdigest())

# 执行得到结果
请输入需要设置的密码：hello
原hash值： 5d41402abc4b2a76b9719d911017c592
新hash值： ab540ca02784f1e2f0fb8e1d2d1d92a9

二、随机值模块random

2.1、0到1间随机浮点数

>>> import random
>>> random.random()
0.875048525289821

2.2、指定范围随机浮点数

>>> random.uniform(2,6)
4.127460087546064

2.3、随机整数范围

此函数为开区间，即包括指定的数字范围，如下面的3到6，也包括3和6！

>>> random.randint(3,6)
4
>>> random.randint(3,6)
6

2.4、指定范围随机数

这个随机整数跟上面的随机整数区别是，这个不包括范围末尾数字本身，如下所示不包括范围数字6！可以说是顾头不顾尾！

>>> random.randrange(3,6)
5
>>> random.randrange(3,6)
4
>>> random.randrange(3,6)
3
>>> random.randrange(3,6)
3

2.5、随机抽取列表

从指定的列表中随机抽取一个元素

>>> random.choice([33,66,77,88])
33
>>> random.choice([33,66,77,88])
77
>>> random.choice([33,66,77,88])
88

2.6、列表任意组合随机数

sample必须要给定两个参数，其中第一个为容器数据类型，第二个为组合次数！如下所示：

>>> random.sample(range(0, 9), 4)
[7, 4, 3, 2]
>>> random.sample(range(0, 9), 4)
[7, 0, 4, 6]

2.7、random应用

random多被用于验证码！

2.7.1、纯数字验证码

import random

random_list = ''
for i in range(6):  #循环次数即几位数的验证码，这里是六位整数验证码
    str_number = str(random.randint(0, 9))  #将随机取得的int转换为str，因为int无法拼接
    random_list += str_number  #str一个一个地拼接到列表
print(random_list)

# 执行得到结果
259853

2.7.2、复杂验证码

import random
# chr函数可以转换十进制数字为ASCII表中的字符，小写字母a-z对应97-122
# old与chr相反，将字母转换为十进制数字
# join函数可以按照指定格式拼接容器数据类型，str.join(sequence)，str是连接符，sequence是数据序列
random_list = []
for i in range(6):
    letters = chr(random.randint(97, 122))  # 利用chr函数转换整数得到随机字母
    str_number = str(random.randint(0, 9))  # 将随机int转换为str，因为int无法拼接
    random_choice = random.choice([letters, str_number])  #将字母与数字组合起来
    random_list.append(random_choice)  # 追加到列表
print(''.join(random_list))  # 拼接字符串

# 执行得到结果
9jbf60