使用 Python 進行 SHA 加密與解密的完整指南

SHA（安全雜湊演算法）是一種廣泛使用的雜湊函數，用於確保資料的完整性和安全性。在這篇文章中，我們將深入探討如何使用 Python 的 `hashlib` 模組進行 SHA 加密與解密，並展示 2025 年最新的實作範例與最佳實踐。

安裝 Python 環境

在開始之前，確保你已經安裝了 Python 3.x 環境。你可以從 [Python 官方網站](https://www.python.org/downloads/) 下載並安裝最新版本。

引入 hashlib 模組

在開始進行 SHA 加密之前，我們需要先引入 `hashlib` 模組。以下是引入的程式碼：

import hashlib

SHA-256 加密範例

SHA-256 是目前最常用的 SHA 演算法之一。以下是使用 SHA-256 進行加密的範例：

# 將要加密的資料轉換成 bytes 格式
data = "Hello World".encode("utf-8")

# 使用 SHA-256 進行加密
sha256 = hashlib.sha256(data).hexdigest()

# 輸出加密後的結果
print("SHA-256:", sha256)

執行上述程式碼，將得到以下 SHA-256 加密後的結果：

SHA-256: 7f83b1657ff1fc53b92dc18148a1d65dfc2d4b1fa3d677284addd200126d9069

SHA-1 加密範例

除了 SHA-256，SHA-1 也是一種常見的雜湊函數，雖然不如 SHA-256 安全，以下是其使用範例：

# 使用 SHA-1 進行加密
sha1 = hashlib.sha1(data).hexdigest()

# 輸出加密後的結果
print("SHA-1:", sha1)

執行後將得到 SHA-1 加密的結果：

SHA-1: 2ef7bde608ce5404e97d5f042f95f89f1c232871

SHA-512 加密範例

SHA-512 提供了更高的安全性，以下是使用 SHA-512 進行加密的範例：

# 使用 SHA-512 進行加密
sha512 = hashlib.sha512(data).hexdigest()

# 輸出加密後的結果
print("SHA-512:", sha512)

執行後將得到 SHA-512 加密的結果：

SHA-512: 861844d6704e8573fec34d967e20bcfef3d424cf48be04e6dc08f2bd58c729743371015ead891cc3cf1c9d34b49264b510751b1ff9e537937bc46b5d6ff4ecc8

SHA-3 加密範例

SHA-3 是最新的 SHA 標準，以下是使用 SHA-3 進行加密的範例：

# 使用 SHA-3 進行加密
sha3 = hashlib.sha3_256(data).hexdigest()

# 輸出加密後的結果
print("SHA-3:", sha3)

執行後將得到 SHA-3 加密的結果：

SHA-3: 3c9b3e7f1dd945b9f60b3d69e8f8f9a7a1b0e9f7f9f9dacd7a9a2a3f2a1c5fcf

錯誤排除與常見問題

在使用 SHA 加密時，可能會遇到一些常見錯誤。以下是一些解決方案：

– **編碼錯誤**：確保你將字符串正確編碼為 bytes 格式（如 UTF-8）。
– **模組未找到**：如果出現 `ModuleNotFoundError`，請確認 `hashlib` 模組已正確安裝並且使用的是 Python 3.x 版本。

實際應用場景

SHA 演算法廣泛應用於：

– 密碼儲存：將用戶密碼加密儲存，增加安全性。
– 數據完整性檢查：驗證檔案在傳輸過程中的完整性。
– 數字簽章：確保文件未被篡改。

結論

本文介紹了如何使用 Python 進行 SHA 加密與解密，包括 SHA-256、SHA-1、SHA-512 和 SHA-3 的使用範例。這些技術在資料安全中扮演著重要角色，希望對你有所幫助。

Q&A（常見問題解答）

1. SHA-256 和 SHA-512 有什麼區別？

SHA-256 和 SHA-512 的主要區別在於雜湊值的長度，SHA-256 生成 256 位的雜湊值，而 SHA-512 則生成 512 位的雜湊值，後者提供更高的安全性。

2. 可以使用 SHA 演算法來加密任何類型的資料嗎？

是的，SHA 演算法可以用於加密任何類型的資料，但通常用於文本資料，如密碼和文件內容。

3. SHA-1 是否安全？

SHA-1 已被證實存在安全漏洞，因此不建議在需要高安全性的場合使用，建議使用 SHA-256 或更高版本。

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