PyCon 2011 - Hidden Treasures of the Python Standard Library - 模拟hmac摘要算法的实现

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作者：liuyuan_jq

2011-03-28

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hmac简介

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HMAC即(Hash Message Authentication Code) 中文名称是：散列消息鉴别码，基于密钥的Hash算法的认证协议。消息鉴别码实现鉴别的原理是，用公开函数和密钥产生一个固定长度的值作为认证标识，用这个标识鉴别消息的完整性。使用一个密钥生成一个固定大小的小数据块，即MAC，并将其加入到消息中，然后传输。接收方利用与发送方共享的密钥进行鉴别认证等。

发送方首先使用HMAC算法和共享密钥计算校验和

message = 'The message'
encoded_message = pickle.dumps(message)
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# 发送方首先使用HMAC算法和共享密钥计算消息检查和
digest_maker = hmac.new('shared-secret-value') # 密钥
digest_maker.update(encoded_message)           # 加密串
signature = digest_maker.hexdigest()           # 生成签名
print 'Outgoing signature:', signature

将计算结果A封装进数据包中一起发送

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# 将计算结果A封装进数据包中一起发送
# Simulate sending the message
buffer = StringIO('%s\n%d\n%s' % (signature,             # 发送签名
                                  len(encoded_message),  # 发送信息长度
                                  encoded_message        # 发送信息
                                  ))

接受方接受封装的数据包

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################################################################################
# 接受方接受封装的数据包
# "Receive" the message
read_signature = buffer.readline().rstrip() # 获得签名
message_len = int(buffer.readline())        # 获得发送的信息长度
read_message = buffer.read(message_len)     # 获得信息

接收方再对所接收的消息执行HMAC计算得出结果B

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# 接收方再对所接收的消息执行HMAC计算得出结果B
# Check the signature of the incoming data
digest_maker = hmac.new('shared-secret-value',
                        read_message)
computed_signature = digest_maker.hexdigest()
print 'Computed signature:', signature

将B与A进行比较。如果消息在传输中遭篡改致使B与A不一致， 接收方则发出异常

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# 将B与A进行比较。如果消息在传输中遭篡改致使B与A不一致， 接收方丢弃该数据包。
if computed_signature == read_signature:
    print '\nValid message, processed'
    safe_message = pickle.loads(read_message)
    print 'Message:', safe_message
else:
    raise ValueError('Invalid message, discarded')

运行结果

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# python hmac_message_signing.py
Outgoing signature: 59b586ff81ed215c7bd1ad3583ffb400
Computed signature: 59b586ff81ed215c7bd1ad3583ffb400
Valid message, processed
Message: The message

完整源码

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#!/usr/bin/env python
# encoding: utf-8
"""Signing and verifying messages with hmac
"""
import hashlib
import hmac
from cStringIO import StringIO
import cPickle as pickle
#import pickle
message = 'The message'
encoded_message = pickle.dumps(message)
################################################################################
# 发送方首先使用HMAC算法和共享密钥计算消息检查和
digest_maker = hmac.new('shared-secret-value') # 密钥
digest_maker.update(encoded_message)           # 加密串
signature = digest_maker.hexdigest()           # 生成签名
print 'Outgoing signature:', signature
################################################################################
# 将计算结果A封装进数据包中一起发送
# Simulate sending the message
buffer = StringIO('%s\n%d\n%s' % (signature,             # 发送签名
                                  len(encoded_message),  # 发送信息长度
                                  encoded_message        # 发送信息
                                  ))
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# 接受方接受封装的数据包
# "Receive" the message
read_signature = buffer.readline().rstrip() # 获得签名
message_len = int(buffer.readline())        # 获得发送的信息长度
read_message = buffer.read(message_len)     # 获得信息
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# 接收方再对所接收的消息执行HMAC计算得出结果B
# Check the signature of the incoming data
digest_maker = hmac.new('shared-secret-value',
                        read_message)
computed_signature = digest_maker.hexdigest()
print 'Computed signature:', signature
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# 将B与A进行比较。如果消息在传输中遭篡改致使B与A不一致， 接收方丢弃该数据包。
if computed_signature == read_signature:
    print '\nValid message, processed'
    safe_message = pickle.loads(read_message)
    print 'Message:', safe_message
else:
    raise ValueError('Invalid message, discarded')