Python 如何实现 SHA 加密？SHA1 / SHA256 / SHA512 实战教程

前言

开发中经常遇到加密需求：接口签名、密码摘要、文件校验、数据防篡改等场景，SHA 系列哈希算法使用极其广泛。

很多新手容易混淆几个常见误区：

1. SHA 不是加密，是哈希摘要算法，不可逆，无法解密；
2. 直接对中文字符串加密经常出现报错；
3. 分不清 SHA1、SHA256、SHA512 使用场景；
4. 不知道加盐哈希该如何实现。

本文基于 Python 内置 hashlib 库，无需额外安装第三方包，完整演示各类 SHA 哈希实现，附带常见踩坑解决方案。

环境说明：Python3.6+ 原生支持，Windows / Linux / Mac 通用。

一、基础概念区分

1. SHA（Secure Hash Algorithm）安全哈希算法
   • SHA1：输出160位（40位十六进制字符串），安全性较弱，新项目不推荐；
   • SHA256：输出256位（64位十六进制），目前业务最常用；
   • SHA512：输出512位（128位十六进制），安全性更高；
2. 重要特性
   • 单向不可逆：只能生成摘要，不能反向还原原始内容；
   • 雪崩效应：原始内容微小改动，摘要完全不同；
   • 相同输入一定得到相同摘要；
3. 注意：哈希 ≠ 加密。加密可以解密，哈希无法解密。

二、基础环境：内置 hashlib

不需要 pip install，Python 自带：

import hashlib

三、最简单示例：字符串 SHA256 摘要

⚠️ 关键点：hashlib 只支持 bytes 字节流，字符串必须先 .encode()，推荐编码 utf-8。

import hashlib

def get_sha256(text: str) -> str:
    # 1. 字符串转字节
    data = text.encode("utf-8")
    # 2. 创建sha256对象
    sha_obj = hashlib.sha256(data)
    # 3. 获取十六进制摘要
    result = sha_obj.hexdigest()
    return result


if __name__ == "__main__":
    content = "hello world"
    res = get_sha256(content)
    print("SHA256摘要：", res)

输出结果：

SHA256摘要： b94d27b9934d3e08a52e52d7da7dabfac484efe37a5380ee9088f7ace2efcde9

四、SHA1、SHA512 通用写法

只需要更换 hashlib.sha1()、hashlib.sha512()

import hashlib

text = "测试文本123"
data = text.encode("utf-8")

sha1_res = hashlib.sha1(data).hexdigest()
sha256_res = hashlib.sha256(data).hexdigest()
sha512_res = hashlib.sha512(data).hexdigest()

print("SHA1:", sha1_res)
print("SHA256:", sha256_res)
print("SHA512:", sha512_res)

五、进阶：分段大文件 SHA 哈希（适合校验文件完整性）

如果文件很大，一次性读取全部内容占用内存，采用分段更新 update()。

import hashlib

def get_file_sha256(file_path: str, chunk_size=4096) -> str:
    sha_obj = hashlib.sha256()
    with open(file_path, "rb") as f:
        while chunk := f.read(chunk_size):
            sha_obj.update(chunk)
    return sha_obj.hexdigest()

# 使用
# print(get_file_sha256("test.zip"))

六、业务常用：加盐 SHA 摘要

直接 SHA 存在彩虹表碰撞风险，存储密码、接口签名建议加盐 。

两种主流方式：

import hashlib

def get_sha256_salt(text: str, salt: str = "my_secret_2026") -> str:
    # 方式1：原始内容 + 盐拼接
    raw = text + salt
    return hashlib.sha256(raw.encode("utf-8")).hexdigest()

# 推荐：盐放在前后都可以，前后位置保持和服务端一致即可
print(get_sha256_salt("123456"))

重要提醒：加盐规则前后端必须完全统一，拼接顺序、编码不一致会导致摘要不匹配。

七、digest() 与 hexdigest() 区别

很多新手分不清这两个方法：

1. .hexdigest()：返回十六进制字符串，日常接口、日志打印首选；
2. .digest()：返回原始二进制字节串，一般极少直接使用。

data = "demo".encode("utf-8")
print(hashlib.sha256(data).hexdigest())  # 字符串
print(hashlib.sha256(data).digest())     # bytes

八、高频踩坑清单

坑1：中文不编码直接加密，抛异常

# 错误写法
# hashlib.sha256("中文")
# TypeError: Unicode-objects must be encoded before hashing

# 正确：必须encode
hashlib.sha256("中文".encode("utf-8"))

坑2：编码不一致导致摘要不同

同一文本，一方 utf-8，一方 gbk，算出的 sha256 完全不一样。

项目统一约定：全部使用 utf-8。

坑3：SHA1 安全性不足

SHA1 已被证明存在碰撞漏洞，新项目禁止使用 SHA1 做签名、密码存储，优先 SHA256。

坑4：哈希用来存储密码不推荐

单纯 SHA256+简单盐依然不安全。用户密码存储推荐使用 bcrypt / passlib，内置多次迭代加盐。SHA 更适合接口签名、文件校验场景。

坑5：空格、换行、不可见字符引发摘要不一致

网络传输时，注意去除首尾多余空格，保证参与哈希的原始文本完全一致。

九、封装通用工具类（可直接放入项目）

import hashlib

class HashUtil:
    @staticmethod
    def sha1(text: str, encoding="utf-8") -> str:
        return hashlib.sha1(text.encode(encoding)).hexdigest()

    @staticmethod
    def sha256(text: str, encoding="utf-8") -> str:
        return hashlib.sha256(text.encode(encoding)).hexdigest()

    @staticmethod
    def sha512(text: str, encoding="utf-8") -> str:
        return hashlib.sha512(text.encode(encoding)).hexdigest()

    @staticmethod
    def sha256_salt(text: str, salt: str, encoding="utf-8") -> str:
        content = text + salt
        return hashlib.sha256(content.encode(encoding)).hexdigest()


if __name__ == "__main__":
    print(HashUtil.sha256("hello python"))

十、常见业务场景选型建议

1. 接口请求签名：SHA256 + 自定义盐（前后端约定拼接规则）
2. 文件完整性校验：SHA256 / SHA512
3. 日志数据摘要标识：SHA256
4. 旧系统兼容：SHA1（新项目尽量规避）

总结

1. Python 使用内置 hashlib 实现 SHA 系列哈希，无需第三方库；
2. 字符串必须 encode 转为字节，统一使用 utf-8；
3. hexdigest() 获取可读十六进制字符串，开发最常用；
4. SHA 是单向哈希算法，不可逆，不要当作加密算法；
5. 对外接口签名务必加盐，增加破解难度；
6. 新项目优先 SHA256，淘汰 SHA1。