不可逆加密算法-MD5
前言
加密算法，根据是否可逆计算出明文，分为可逆加密算法与不可逆加密算法。
这两种类型的加密算法，在网络数据请求中广泛应用，提高网络安全性。其中的可逆加密算法用于加密数据包，保证数据安全，不可逆加密算法用于签名，防止数据篡改。这篇文章介绍不可逆加密算法中的md5，以及其应用场景。
MD5
md5信息摘要算法，一种被广泛应用的密码散列函数，根据数据产生一个128位的散列值。
md5算法具有以下特点：
- md5值长度一致，不管数据量的大小，其产生的md5长度一致。
- 数据的一个小更改，生成的md5就会不一样，可以有效的防止数据篡改
长度一致性
s = "fdasfffffffffffasfsdddddddddddddddddddddddddddddddd"
print(hashlib.md5(s.encode("utf-8")).hexdigest())
print(hashlib.md5('11'.encode("utf-8")).hexdigest())
#输出
7b7e575bd10c3fdab6b7b6e306f2daef
6512bd43d9caa6e02c990b0a82652dca
如上案例，不管是一个长度为2的数据还是长度为51的数据，通过md5计算出来的值长度都是一个128位的值。就算数据再大，通过md5计算出来，其md5的长度都会是128位。
备注：
这里输出的md5字符串长度为32，16进制，每一个字符4位，共计128位。
数据安全性
s = "1" + "qqwertyusdfghxcvbnmikmuj" * 10000
print(hashlib.md5(s.encode("utf-8")).hexdigest())
s = "2" + "qqwertyusdfghxcvbnmikmuj" * 10000
print(hashlib.md5(s.encode("utf-8")).hexdigest())
#输出
0afc01e49fb2fb4041016874c23560cf
219ba5b3171553274c40c038bd3ca9bb
上面案例，两次计算md5值的数据，24W+1个字符串中，只有第一个字符串是不一样的，但是从计算出来的md5值来看，两者的md5值完全不一样。可见md5算法是可以有效的防止数据篡改的。
应用场景
不可逆的加密算法，广泛应用于网络请求和密码保存的场景下。
密码保存
每一个系统，都不可避免的需要保存用户的密码信息，只有保存了密码信息才能在用户登录时，对其用户名密码进行校验，来完成认证。但是在数据库中明文保存密码是一大忌，为什么呢？下面简单举出两个例子说明一下：
1）2011年12月，CSDN网站备份数据库遭黑客攻击，600万用户的登录名、密码数据被窃取，之后天涯、世纪佳缘、走秀等多家网站的用户数据库也在网上被曝光。
2）2017年11月，媒体发布消息称，趣店百万学生的数据疑似外泄，泄露的数据出包括借款金额、滞纳金等金融数据外，甚至还包括学生父母电话、男女朋友电话、学信网账号密码等隐私信息。据称，此次数据泄露事件有可能是内鬼所为，内部人员主动泄露这些数据以进行报复。
所以利用不可逆的加密算法保存密码信息，可以有效的保护用户的数据安全。虽然现在大部分的系统都不再保存明文密码了，但是我们在平常的生活中，还是可以提高下面的做法来进一步提高自己的信息安全：
- 密码复杂度，不要太低。防止通过密码本暴力破解
- 不要所有系统设置相同密码，防止撞库现象的发生（黑客通过收集互联网已泄露的用户和密码信息，生成对应的字典表，尝试批量登陆其他网站后，得到一系列可以登录的用户）
数据签名
为了防止网络请求，被恶意修改。为了验证消息体的合法性，很多系统都使用不可逆算法来进行消息体签名。客户端发送网络请求时，根据约定的机制，通过不可逆算法生成消息体的签名，并将计算的值放入消息体中，一并发送给服务端。服务端获取到消息体之后，可用以验证消息体的真实性。
常见的消息体签名：
# md5
def signature(parameters):
sorted_parameters = sorted(parameters.items(), key=lambda parameters: parameters[0])
query_string = ''
for (k, v) in sorted_parameters:
query_string += k + "=" + str(v) + "&"
query_string = query_string[:-1]
return hashlib.md5(query_string.encode("utf-8")).hexdigest()
print(signature({
"name": "test",
"password": "tteesst"
}))
如上图，通过将消息体排序之后，拼接的方式再进行不可逆加密计算的方式，获取到消息体的签名。然后在发往服务端的数据中，除了原有的消息体之外，还需要携带签名值。服务端会通过相同的方式，去计算消息体的签名，并与客户端发送的签名值进行匹配，如果匹配不通过的话，将视为消息体被篡改。
