secrets --- 生成管理密码的安全随机数

3.6 新版功能.

源代码: Lib/secrets.py


secrets 模块用于生成高度加密的随机数,适于管理密码、账户验证、安全凭据及机密数据。

最好用 secrets 替代 random 模块的默认伪随机数生成器,该生成器适用于建模和模拟,不宜用于安全与加密。

参见

PEP 506

随机数

secrets 模块是操作系统提供的最安全地随机性来源。

class secrets.SystemRandom

用操作系统提供的最高质量源生成随机数的类。详见 random.SystemRandom

secrets.choice(sequence)

返回从非空序列中随机选取的元素。

secrets.randbelow(n)

返回 [0, n) 范围内的随机整数。

secrets.randbits(k)

返回 k 个随机比特位的整数。

生成 Token

secrets 模块提供了生成安全 Token 的函数,适用于密码重置、密保 URL 等应用场景。

secrets.token_bytes([nbytes=None])

返回含 nbytes 个字节的随机字节字符串。如果未提供 nbytes,或*nbytes* 为 None,则使用合理的默认值。

>>> token_bytes(16)  
b'\xebr\x17D*t\xae\xd4\xe3S\xb6\xe2\xebP1\x8b'
secrets.token_hex([nbytes=None])

返回十六进制随机文本字符串。字符串有 nbytes 个随机字节,每个字节转换为两个十六进制数码。未提供 nbytes 或为 None 时,则使用合理的默认值。

>>> token_hex(16)  
'f9bf78b9a18ce6d46a0cd2b0b86df9da'
secrets.token_urlsafe([nbytes=None])

返回安全的 URL 随机文本字符串,包含 nbytes 个随机字节。文本用 Base64 编码,平均来说,每个字节对应 1.3 个结果字符。未提供 nbytes 或为 None 时,则使用合理的默认值。

>>> token_urlsafe(16)  
'Drmhze6EPcv0fN_81Bj-nA'

Token 应当使用多少个字节?

为了在面对 暴力攻击 时保证安全,Token 的随机性必须足够高。随着计算机推衍能力的不断提升,随机性的安全标准也要不断提高。比如 2015 年,32 字节(256 位)的随机性对于 secrets 模块的典型用例就已经足够了。

要自行管理 Token 长度的用户,可以通过为 token_* 函数指定 int 参数显式指定 Token 要使用多大的随机性。该参数以字节数表示随机性大小。

反之,如果未提供参数,或参数为 None,则 token_* 函数将使用合理的默认值。

注解

该默认值随时可能会改变,比如,版本更新的时候。

其他功能

secrets.compare_digest(a, b)

如果字符串 ab 相等则返回 True,否则返回 False,使用“常态化比较”来降低 定时攻击 的风险。 请参阅 hmac.compare_digest() 了解更多详情。

应用技巧与最佳实践

本节展示了一些使用 secrets 管理基本安全级别的应用技巧和最佳实践。

生成长度为八个字符的字母数字密码:

import string
import secrets
alphabet = string.ascii_letters + string.digits
password = ''.join(secrets.choice(alphabet) for i in range(8))

注解

应用程序不能 以可恢复的格式存储密码,无论是用纯文本还是加密。 它们应当使用高加密强度的单向(不可恢复)哈希函数来加盐并生成哈希值。

生成长度为十个字符的字母数字密码,包含至少一个小写字母,至少一个大写字母以及至少三个数字:

import string
import secrets
alphabet = string.ascii_letters + string.digits
while True:
    password = ''.join(secrets.choice(alphabet) for i in range(10))
    if (any(c.islower() for c in password)
            and any(c.isupper() for c in password)
            and sum(c.isdigit() for c in password) >= 3):
        break

生成 XKCD 风格的密码串

import secrets
# On standard Linux systems, use a convenient dictionary file.
# Other platforms may need to provide their own word-list.
with open('/usr/share/dict/words') as f:
    words = [word.strip() for word in f]
    password = ' '.join(secrets.choice(words) for i in range(4))

生成临时密保 URL,包含密码恢复应用的安全 Token:

import secrets
url = 'https://example.com/reset=' + secrets.token_urlsafe()