Pythonのhashlibモジュールでハッシュとメッセージダイジェストを安全に扱う方法

Federal Information Processing Standard（FIPS：連邦情報処理標準）では、SHA1、SHA224、SHA256、SHA384、SHA512といった安全なハッシュアルゴリズムが定義されています。また、開発者であるRivest、Shamir、Adlemanの3人の姓の頭文字から名付けられたRSAでは、MD5アルゴリズムが定義されています。これらの初期のアルゴリズムは「メッセージダイジェスト」と呼ばれていましたが、現在では「セキュアハッシュ」という用語が主流になっています。

Pythonのhashlibモジュールは、以下のアルゴリズムを実装するために使用されます。

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

hashlib.new(name[, data])

new()は汎用的なコンストラクタで、第一引数に使用したいアルゴリズム名を文字列で指定します。上記のリストにあるハッシュだけでなく、OpenSSLライブラリが提供するその他のアルゴリズムにもアクセスできるのが特徴です。ただし、名前付きコンストラクタの方がnew()よりも高速に動作するため、特別な理由がない限りは名前付きコンストラクタを使うことが推奨されます。

>>> import hashlib
>>> hash = hashlib.new('md5', b'hello')
>>> hash.hexdigest()
'5d41402abc4b2a76b9719d911017c592'

個別の名前付きコンストラクタを使用する例

>>> msg = hashlib.sha256()
>>> msg.update(b'Simple is better than complex')
>>> msg.digest()
b'\xabz\xd8C(n\xb3\x8b\xf6\x0c\x0e\xf2\x81z\xd7\xf93\x835\xb2\xa1\x9cM\xb1S\x1f\xf7\xf9\x1av-F'
>>> msg.block_size
64
>>> msg.hexdigest()
'ab7ad843286eb38bf60c0ef2817ad7f9338335b2a19c4db1531ff7f91a762d46'
>>> msg = hashlib.md5()
>>> msg.update(b'Simple is better than complex')
>>> msg.hexdigest()
'fd34bb8fafd17f1a21d7bb6e38c8dc68'

ハッシュオブジェクトの主なメソッド

hashlibが提供する主な属性

可変長ダイジェストとBLAKE2

shake_128()およびshake_256()アルゴリズムは可変長のダイジェストを提供し、length_in_bits//2 の計算により、最大128ビットまたは256ビットのセキュリティ強度を実現します。

BLAKE2はRFC 7693で定義された暗号学的ハッシュ関数で、以下の2つのバリエーションがあります。

• BLAKE2b：64ビットプラットフォーム向けに最適化されており、1〜64バイトの任意のサイズのダイジェストを生成します。
• BLAKE2s：8〜32ビットプラットフォーム向けに最適化されており、1〜32バイトの任意のサイズのダイジェストを生成します。

なお、MD5やSHA1は現在では衝突耐性の面で安全性が損なわれているとされており、セキュリティが重要な用途にはSHA256以上のアルゴリズムやBLAKE2の使用が推奨されます。