python-hkdf 调用方法汇总_python hkdf-优快云博客

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python-hkdf 调用方法汇总

网络通讯加密hkdf

HKDF 是基于 HMAC（Hashed Message Authentication Code）的密钥派生函数（key derivation function）。它可以从一些 initial keying material派生出密码学意义上强度高的密钥。

即HKDF = HMAC + KDF

HKDF 通常有以下几个重要输入：

作为输入的 keying material
可选的 salt，但是使用 salt 可以明显增强 HKDF 的强度
可选的 info，用于指示一些信息
Hash 函数的 mode，支持md5/sha1/sha224/sha256/sha384/sha512
输出密钥的字节长度最大值与内部使用的 Hash 函数有关，为 255 * Hash 函数输出字节长度。例如对于 sha256，输出密钥的字节长度最长为 255 * 32

算法拆解

一般来说，HKDF算法所做的工作分为2步，其一称之为提取；其二称之为扩展。接下来我们说明这两步

（1）、提取

所谓提取就是将用户输入的密钥尽量的伪随机化。一般是使用一个哈希函数来实现，具体那种更具需要在HMAC中确定。这一过程可以表示如下：

HKDF-Extract(salt, IKM)得到PRK，而PRK的计算公式如下：

PRK = HMAC-Hash(salt, IKM) ，这其中有2个输入和1个输出
Salt，输入，加盐操作的盐，如果不提供则全部初始化为0的字符串，长度则为所采用哈希函数的散列值长度
IKM，输入，数额udemiyao材料
PRK，输出，伪随机化后的密钥，长度则为所采用哈希函数的散列值长度

需要注意的是，在这一步中“IKM”被用作HMAC输入，而不是HMAC密钥。

（2）、扩展

所谓扩展，其实就是通过一系列的哈希运算将密钥扩展到我们需要的长度。这个长度我们记为L。这一过程标识如下：

HKDF-Expand(PRK, info, L) -> OKM，其中有3个输入量和1个输出量，其中：

PRK，输入，一般是在提取阶段得到的输出，是一个伪随机的密钥，长度不小于所采用的哈希算法的输出摘要长度
Info，输入，可选上下文和应用程序特定信息(可以是零长度字符串)
L，输入，以字节计算的密钥原料的长度，一般不长于哈希函数输出摘要长度的255倍

OKM，输出，长度为L的密钥材料输出，其计算方式如下：

计算一系列的哈希值，我们记为T(n)，其中n为0-255的整数，具体取值由所计算的长度L来确定。n的最大值为：L除以所用哈希函数输出摘要的长度，再向上取整，我们将其记为N。

T(0) = 长度为0的空字符串
T(1) = HMAC-Hash(PRK, T(0) | info | 0x01)
T(2) = HMAC-Hash(PRK, T(1) | info | 0x02)
T(3) = HMAC-Hash(PRK, T(2) | info | 0x03)

直到T(N)为止，需要注意的是，每个哈希操作都会串接一个字节的常量，从1到N，所以最大的N值只能到255。然后将计算得到的这些T(n)串接起来，我们记为T，即：

T = T(1) | T(2) | T(3) | … | T(N)

而我们想要获得的OKM正是取T的前L个字节组成。这要我们就得到了我们想要的密钥材料。

官方资料

官方链接

安装python-hkdf

pip install hkdf

使用样例

import hkdf
import hashlib
import sys
from binascii import hexlify, unhexlify

# A.3.  Test Case 3
# Test with SHA-256 and zero-length salt/info

# decode_hex() <=change=> unhexlify()

test_vectors = {}
test_vectors[1] = TestCase({
	"name"  : "A.3 Test Case 3",
	"hash"  : hashlib.sha256,
	"IKM"   : decode_hex("0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b0b"),
	"salt"  : b"",
	"info"  : b"",
	"L"     : 42,
	"PRK"   : decode_hex("19ef24a32c717b167f33a91d6f648bdf96596776afdb6377ac434c1c293ccb04"),
	"OKM"   : decode_hex("8da4e775a563c18f715f802a063c5a31b8a11f5c5ee1879ec3454e5f3c738d2d9d201395faa4b61a96c8"),
})

tv = test_vectors[1]
prk = hkdf_extract(tv["salt"], tv["IKM"], tv["hash"])
okm = hkdf_expand(prk, tv["info"], tv["L"], tv["hash"])
print("Test Case 3")
for i in prk:
	print("%02x" % i, end="")
print("")
for i in okm:
	print("%02x" % i, end="")
print("")

下载包

hkdf官方包