1、HMAC 概念
HMAC（Hash-based Message Authentication Code）基於 hash 的消息驗證碼，是 安全通信中必要的組成部件。
主要是 防止消息被篡改，和對稱加密一起保護數據通信的 完整性。
參考HMAC實現規范，基於的 Hash 算法可以是 md5，sha1，sha-2（sha256，sha385，sha512）等；
在不考慮 hash算法具體實現的情況下，其實現原理圖如下：
1）密鑰填充：
如果密鑰比Hash函數的分組長度(block_size)要長，則要用Hash函數求出密鑰的散列值，然后將這個散列值用作HMAC的密鑰。
如果密鑰比分組長度要短，就在末尾填充0，直到其長度達到單向散列函數的分組長度為止。
注：散列值長度digest_size 一般都會短於 分組長度block_size，因此，實際上 長於分組長度計算散列值之后，仍然需要在尾部填0。
2）填充后的密鑰與ipad的XOR 將填充后的密鑰，與被稱為ipad的比特序列進行XOR運算。
ipad是將00110110這一比特序列（即16進制的36） 不斷循環反復直到達到分組長度所形成的比特序列。其中：ipad的i 是inner的意思。
XOR運算所得到的值，就是一個和單向散列函數的分組長度相同，且和密鑰相關的比特序列。這里我們將這個比特序列成為ipadkey。
3）與消息結合 將ipadkey與消息進行組合，也就是將和密鑰相關的比特序列(ipadkey)附加在消息的開頭。
4）計算散列值 將步驟3的結果輸入單向散列函數，並計算出散列值。
5）填充后的密鑰與opad的XOR 將填充后的密鑰與被稱為opad的比特序列進行XOR運算。
opad是將01011100這一比特序列（即十六進制5C）不斷循環反復直到達到分組長度所形成的比特序列，其中opad的o是outer的意思。
XOR運算所得到的結果也是一個和單向散列函數的分組長度相同，且和密鑰相關的比特序列。這里我們將這個比特序列稱為opadkey。
6）與散列值組合 opadkey附加在步驟4的散列值前面。
7）計算散列值 將步驟6的結果輸入單向散列函數，並計算出散列值。這個值就是最終的MAC值。
2、HMAC Python hmac庫實現
在 Python 中， 直接提供了 hmac 庫實現相關操作。
如下所示，是yvivid基於 hmac庫的一個實現。
更多hmac庫的使用，請參考 python doc。
3、HMAC 的 笨辦法（ 僅利用Python hashlib庫實現）
基於HMAC的原理，是否可以在已有 hash算法上，自己實現 HMAC算法。
下面是 yvivid 在 Python上，基於 hashlib庫（hash算法）的基礎上，HMAC自行編碼的一個實現的。
1）由於 需要 XOR是實現，因此 使用了 int 和 bytes的轉換，寫的不是很簡潔（邏輯電路的思維）。
2） i_key_pad 和 o_key_pad 實際上展開到 block_size長度了。
注：其實 在自己實現時，還沒注意到 python的 hmac 庫，結果是自己摸索 和 openssl輸出進行對比分析的。
大家可自己分析 Python36\Lib\hmac.py 的代碼。部分處理比我寫的簡潔，使用了 bytes的 ljust，translate特性。
但只有自己實現 才能感覺到其真實的原理。
4、易混淆的概念
1）填充階段，尤其是 分組長度block_size 和 摘要（散列值）長度digest_size，
描述的概念比較混淆，導致編寫代碼過程走了彎路。
分組長度block_size 是 Hash 處理輸入數據時，是按照 block_size大小來分塊（block）處理的。
摘要（散列值）長度digest_size 是 Hash完成后，輸出的 摘要（散列值）字節長度。
2）XOR 階段，yvivid的實現采用了並行的思路，基於整數 的異或操作（python語法的 ^）。
3）Python 語法方面，對於 bytes 還是不熟悉，需要進一步學習。
附錄：常用散列算法的分組長度和摘要長度。
| 單向散列函數 | 分組長度 block_size | 摘要長度digest_size |
| MD5 | 64 Bytes (512bit) | 16 Bytes (128bit) |
| SHA1 | 64 Bytes (512bit) | 20 Bytes (160bit) |
| SHA256 | 64 Bytes (512bit) | 32 Bytes (256bit) |
| SHA512 | 128 Bytes (1024bit) | 64 Bytes (512bit) |
原創聲明：
HMAC原理是公共的，但 python代碼實現（尤其是 基於hashlib下 自己的編寫），是基於本人在 python 實現，轉載請聲明出處。
https://www.cnblogs.com/yvivid/p/hmac_basic.html
參考文獻：
1) 圖解密碼技術(第3版) ，[日]結城浩；
學習筆記：http://flamepeak.com/2016/11/23/tu-jie-mi-ma-ji-shu-authentication20161123/
2) Python 3.6.8 documentation / Library Reference
hashlib — Secure hashes and message digests
hmac — Keyed-Hashing for Message Authentication
3)擴展閱讀（文章寫完后發現的）：
HMAC算法原理：https://www.cnblogs.com/shoshana-kong/p/11497676.html