加密信息验证码（HMAC）

什么是HMAC

HMAC（”键控哈希消息验证码 “的简称）是一个加密哈希函数，它使用一个秘密密钥作为哈希函数的输入，同时使用被哈希的消息。由此产生的哈希值对信息和秘密密钥来说是唯一的，并可用于验证信息的完整性和真实性。

HMAC被广泛用作各种通信协议中验证信息的安全方式，包括HTTP、SSL、SSH和许多其他协议。它还常用于生成安全的哈希值，用于存储密码，为会话管理生成独特的令牌，以及其他安全关键的应用。

为了计算HMAC，一个信息和一个秘密密钥连同一些额外的信息被输入到一个加密哈希函数中，例如所需的哈希输出长度和要使用的特定哈希算法。然后，哈希函数根据信息、秘密密钥和附加信息生成一个唯一的哈希值。

HMAC被认为是一种安全可靠的信息验证方式，因为它能抵御诸如字典攻击，而且在不知道秘钥的情况下很难被伪造。重要的是要使用一个强大而独特的秘钥来从HMAC中获得最大的安全利益。

HMAC如何工作

这里简要介绍一下HMAC的工作原理 –

一条信息与一个秘密密钥一起被输入到HMAC函数。
HMAC函数对信息和密匙应用一个加密散列函数，生成一个唯一的散列值。
哈希值是由HMAC函数输出的，可用于验证信息。

为了验证信息的真实性，收件人可以使用相同的HMAC函数与相同的秘密密钥，为收到的信息生成一个新的哈希值。如果新的哈希值与原来的哈希值相匹配，那么该信息就被验证了，并被认为是没有变化和没有修改的。如果哈希值不匹配，则该信息被篡改或不真实。

如何实现HMAC

为了实现HMAC，你将需要使用一种编程语言，该语言提供对加密哈希函数的支持，并允许你指定一个秘密密钥。

选择一个加密的哈希函数来用于HMAC。常见的选择包括SHA-1、SHA-256和SHA-512。
选择一个用于HMAC的秘钥。秘密密钥应该是一个随机的、唯一的值，对未被授权访问该信息的人保密。
向HMAC函数输入信息和密匙，以及所需的哈希输出长度和要使用的具体哈希算法。
HMAC函数将根据信息、秘钥和附加信息生成一个唯一的哈希值。
然后，该哈希值可以由HMAC函数输出，并用于验证信息。

示例

下面是一个如何在Python中使用hmac模块实现HMAC的例子 —

import hmac
import hashlib

# Choose a message and a secret key
message = b"This is a message to be authenticated"
secret_key = b"this is a secret key"

# Choose a hash function and the desired length of the hash output
hash_function = hashlib.sha256
hash_length = 32

# Calculate the HMAC
hmac_value = hmac.new(secret_key, message, hash_function).hexdigest()

# Output the HMAC
print(hmac_value)

输出

这个例子将输出一个十六进制的字符串，代表使用SHA-256哈希函数的信息和秘密密钥的HMAC值。

ba5e5aa5bdc27d02973da9f5a8630d56da634b8bb5483c0ea126890ea9477c8b

请记住，重要的是使用一个强大而独特的秘钥，以从HMAC中获得最大的安全利益。同样重要的是，要选择一个适合你的应用的加密散列函数，并且有足够的安全级别来满足你的需求。

什么时候应该使用HMAC

HMAC（”键控哈希消息验证码 “的简称）是一个加密哈希函数，它使用一个秘密密钥作为哈希函数的输入，同时使用被哈希的消息。由此产生的哈希值对信息和密匙来说是唯一的，并可用于验证信息的完整性和真实性。

HMAC通常用于确保信息的真实性和完整性的情况，例如在不安全的网络上传输敏感数据或在数据库中存储密码散列值。你可能使用HMAC的一些具体例子包括 −

验证HTTP请求 – HMAC可用于验证客户端和服务器之间发送的HTTP请求。这可以帮助防止中间人攻击和其他类型的篡改。
生成安全令牌 – HMAC可用于生成独特的令牌，用于会话管理或其他目的。可以使用相同的秘钥对令牌进行验证，以确保它们没有被篡改或伪造。
存储密码哈希值 – HMAC可用于生成安全的哈希值，以便将密码存储在数据库中。当用户试图登录时，可以使用相同的秘钥对哈希值进行验证，以确保他们输入的密码是正确的。
验证数据传输 – HMAC可用于验证SSL和SSH等协议中的数据传输，以确保数据在传输过程中没有被篡改。

HMAC是一种广泛使用和值得信赖的信息验证技术，可以成为确保数据安全和完整性的宝贵工具。重要的是要使用一个强大而独特的秘钥，以便从HMAC中获得最大的安全利益。