Сохраняющееся состояние hashlib

Question

Я бы хотел создать hashlib экземпляр, update() это, затем каким-то образом сохранит его состояние.Позже я хотел бы воссоздать объект, используя эти данные о состоянии, и продолжить update() IT.Наконец, я хотел бы получить hexdigest() от общего совокупного объема данных.Сохранение состояния должно сохраняться при нескольких запусках.

Пример:

import hashlib
m = hashlib.sha1()
m.update('one')
m.update('two')
# somehow, persist the state of m here

#later, possibly in another process
# recreate m from the persisted state
m.update('three')
m.update('four')
print m.hexdigest()
# at this point, m.hexdigest() should be equal to hashlib.sha1().update('onetwothreefour').hextdigest()

Редактировать:

Я не нашел хорошего способа сделать это с помощью python в 2010 году и в итоге написал небольшое вспомогательное приложение на C для достижения этой цели.Однако ниже приведено несколько отличных ответов, которые в то время не были доступны или известны мне.

Answer 1

Вы можете сделать это таким образом, используя ctypes, нет вспомогательного приложения в C необходим:-

rehash.py

#! /usr/bin/env python

''' A resumable implementation of SHA-256 using ctypes with the OpenSSL crypto library

    Written by PM 2Ring 2014.11.13
'''

from ctypes import *

SHA_LBLOCK = 16
SHA256_DIGEST_LENGTH = 32

class SHA256_CTX(Structure):
    _fields_ = [
        ("h", c_long * 8),
        ("Nl", c_long),
        ("Nh", c_long),
        ("data", c_long * SHA_LBLOCK),
        ("num", c_uint),
        ("md_len", c_uint)
    ]

HashBuffType = c_ubyte * SHA256_DIGEST_LENGTH

#crypto = cdll.LoadLibrary("libcrypto.so")
crypto = cdll.LoadLibrary("libeay32.dll" if os.name == "nt" else "libssl.so")

class sha256(object):
    digest_size = SHA256_DIGEST_LENGTH

    def __init__(self, datastr=None):
        self.ctx = SHA256_CTX()
        crypto.SHA256_Init(byref(self.ctx))
        if datastr:
            self.update(datastr)

    def update(self, datastr):
        crypto.SHA256_Update(byref(self.ctx), datastr, c_int(len(datastr)))

    #Clone the current context
    def _copy_ctx(self):
        ctx = SHA256_CTX()
        pointer(ctx)[0] = self.ctx
        return ctx

    def copy(self):
        other = sha256()
        other.ctx = self._copy_ctx()
        return other

    def digest(self):
        #Preserve context in case we get called before hashing is
        # really finished, since SHA256_Final() clears the SHA256_CTX
        ctx = self._copy_ctx()
        hashbuff = HashBuffType()
        crypto.SHA256_Final(hashbuff, byref(self.ctx))
        self.ctx = ctx
        return str(bytearray(hashbuff))

    def hexdigest(self):
        return self.digest().encode('hex')

#Tests
def main():
    import cPickle
    import hashlib

    data = ("Nobody expects ", "the spammish ", "imposition!")

    print "rehash\n"

    shaA = sha256(''.join(data))
    print shaA.hexdigest()
    print repr(shaA.digest())
    print "digest size =", shaA.digest_size
    print

    shaB = sha256()
    shaB.update(data[0])
    print shaB.hexdigest()

    #Test pickling
    sha_pickle = cPickle.dumps(shaB, -1)
    print "Pickle length:", len(sha_pickle)
    shaC = cPickle.loads(sha_pickle)

    shaC.update(data[1])
    print shaC.hexdigest()

    #Test copying. Note that copy can be pickled
    shaD = shaC.copy()

    shaC.update(data[2])
    print shaC.hexdigest()


    #Verify against hashlib.sha256()
    print "\nhashlib\n"

    shaD = hashlib.sha256(''.join(data))
    print shaD.hexdigest()
    print repr(shaD.digest())
    print "digest size =", shaD.digest_size
    print

    shaE = hashlib.sha256(data[0])
    print shaE.hexdigest()

    shaE.update(data[1])
    print shaE.hexdigest()

    #Test copying. Note that hashlib copy can NOT be pickled
    shaF = shaE.copy()
    shaF.update(data[2])
    print shaF.hexdigest()


if __name__ == '__main__':
    main()

resumable_SHA-256.py

#! /usr/bin/env python

''' Resumable SHA-256 hash for large files using the OpenSSL crypto library

    The hashing process may be interrupted by Control-C (SIGINT) or SIGTERM.
    When a signal is received, hashing continues until the end of the
    current chunk, then the current file position, total file size, and
    the sha object is saved to a file. The name of this file is formed by
    appending '.hash' to the name of the file being hashed.

    Just re-run the program to resume hashing. The '.hash' file will be deleted
    once hashing is completed.

    Written by PM 2Ring 2014.11.14
'''

import cPickle as pickle
import os
import signal
import sys

import rehash

quit = False

blocksize = 1<<16   # 64kB
blocksperchunk = 1<<8

chunksize = blocksize * blocksperchunk

def handler(signum, frame):
    global quit
    print "\nGot signal %d, cleaning up." % signum
    quit = True


def do_hash(fname, filesize):
    hashname = fname + '.hash'
    if os.path.exists(hashname):
        with open(hashname, 'rb') as f:
            pos, fsize, sha = pickle.load(f)
        if fsize != filesize:
            print "Error: file size of '%s' doesn't match size recorded in '%s'" % (fname, hashname)
            print "%d != %d. Aborting" % (fsize, filesize)
            exit(1)
    else:
        pos, fsize, sha = 0, filesize, rehash.sha256()

    finished = False
    with open(fname, 'rb') as f:
        f.seek(pos)
        while not (quit or finished):
            for _ in xrange(blocksperchunk):
                block = f.read(blocksize)
                if block == '':
                    finished = True
                    break
                sha.update(block)

            pos += chunksize
            sys.stderr.write(" %6.2f%% of %d\r" % (100.0 * pos / fsize, fsize))
            if finished or quit:
                break

    if quit:
        with open(hashname, 'wb') as f:
            pickle.dump((pos, fsize, sha), f, -1)
    elif os.path.exists(hashname):
        os.remove(hashname)

    return (not quit), pos, sha.hexdigest()


def main():
    if len(sys.argv) != 2:
        print "Resumable SHA-256 hash of a file."
        print "Usage:\npython %s filename\n" % sys.argv[0]
        exit(1)

    fname = sys.argv[1]
    filesize = os.path.getsize(fname)

    signal.signal(signal.SIGINT, handler)
    signal.signal(signal.SIGTERM, handler)

    finished, pos, hexdigest = do_hash(fname, filesize)
    if finished:
        print "%s  %s" % (hexdigest, fname)
    else:
        print "sha-256 hash of '%s' incomplete" % fname
        print "%s" % hexdigest
        print "%d / %d bytes processed." % (pos, filesize)


if __name__ == '__main__':
    main()

ДЕМОНСТРАЦИЯ

import rehash
import pickle
sha=rehash.sha256("Hello ")
s=pickle.dumps(sha.ctx)
sha=rehash.sha256()
sha.ctx=pickle.loads(s)
sha.update("World")
print sha.hexdigest()

выходной сигнал

a591a6d40bf420404a011733cfb7b190d62c65bf0bcda32b57b277d9ad9f146e

Примечание:Я хотел бы поблагодарить PM2Ring за его замечательный код.

Answer 2

hashlib.sha1 - это оболочка вокруг библиотеки C, поэтому вы не сможете ее использовать.

Для этого необходимо было бы внедрить __getstate__ и __setstate__ методы для Python для доступа к его внутреннему состоянию

Вы могли бы использовать чистый Питон реализация sha1, если это достаточно быстро для ваших требований

Answer 3

Я тоже столкнулся с этой проблемой и не нашел существующего решения, поэтому в итоге написал библиотеку, которая делает что-то очень похожее на то, что описал Девеш Сайни: https://github.com/kislyuk/rehash.Пример:

import pickle, rehash
hasher = rehash.sha256(b"foo")
state = pickle.dumps(hasher)

hasher2 = pickle.loads(state)
hasher2.update(b"bar")

assert hasher2.hexdigest() == rehash.sha256(b"foobar").hexdigest()

Answer 4

Алгоритм хэширования для динамического увеличения / потоковой передачи данных?

Answer 5

Вы можете легко создать объект-оболочку вокруг объекта hash, который может прозрачно сохранять данные.

Очевидным недостатком является то, что для восстановления состояния необходимо сохранить хэшированные данные в полном объеме - поэтому в зависимости от размера данных, с которыми вы имеете дело, это может не соответствовать вашим потребностям.Но он должен нормально работать до нескольких десятков Мбайт.

К сожалению, hashlib не предоставляет алгоритмы хэширования как надлежащие классы, он скорее предоставляет заводские функции, которые создают объекты хэширования - поэтому мы не можем должным образом подклассифицировать их без загрузки зарезервированных символов - ситуации, которой я бы предпочел избежать.Это только означает, что вам нужно создать свой класс-оболочку с самого начала, что в любом случае не является накладными расходами от Python.

вот пример кода, который может даже удовлетворить ваши потребности:

import hashlib
from cStringIO import StringIO

class PersistentSha1(object):
    def __init__(self, salt=""):
        self.__setstate__(salt)

    def update(self, data):
        self.__data.write(data)
        self.hash.update(data)

    def __getattr__(self, attr):
        return getattr(self.hash, attr)

    def __setstate__(self, salt=""):
        self.__data = StringIO()
        self.__data.write(salt)
        self.hash = hashlib.sha1(salt)

    def __getstate__(self):
        return self.data

    def _get_data(self):
        self.__data.seek(0)
        return self.__data.read()

    data = property(_get_data, __setstate__)

Вы можете получить доступ к самому элементу "данные", чтобы получить и установить правильное состояние, или вы можете использовать функции травления python:

>>> a = PersistentSha1()
>>> a
<__main__.PersistentSha1 object at 0xb7d10f0c>
>>> a.update("lixo")
>>> a.data
'lixo'
>>> a.hexdigest()
'6d6332a54574aeb35dcde5cf6a8774f938a65bec'
>>> import pickle
>>> b = pickle.dumps(a)
>>>
>>> c = pickle.loads(b)
>>> c.hexdigest()
'6d6332a54574aeb35dcde5cf6a8774f938a65bec'

>>> c.data
'lixo'