快速实现md5的numpy阵列

您可以为OpenSSL的 MD5() 接受NumPy数组的函数。我们的基线将是一个纯Python实现。

使用cffi创建包装器:

import cffi

ffi = cffi.FFI()

header = r"""
void md5_array(uint64_t* buffer, int len, unsigned char* out);
"""

source = r"""
#include <stdint.h>
#include <openssl/md5.h>

void md5_array(uint64_t * buffer, int len, unsigned char * out) {
    int i = 0;
    for(i=0; i<len; i++) {
        MD5((const unsigned char *) &buffer[i], 8, out + i*16);
    }
}
"""

ffi.set_source("_md5", source, libraries=['ssl'])
ffi.cdef(header)

if __name__ == "__main__":
    ffi.compile()

和

import numpy as np
import _md5

def md5_array(data):
    out = np.zeros(data.shape, dtype='|S16')

    _md5.lib.md5_array(
        _md5.ffi.from_buffer(data),
        data.size,
        _md5.ffi.cast("unsigned char *", _md5.ffi.from_buffer(out))
    )
    return out

并将两者进行比较:

import numpy as np
import hashlib

data = np.arange(16, dtype=np.uint64)
out = [hashlib.md5(i).digest() for i in data]

print(data)
# [ 0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15]
print(out)
# [b'}\xea6+?\xac\x8e\x00\x95jIR\xa3\xd4\xf4t', ... , b'w)\r\xf2^\x84\x11w\xbb\xa1\x94\xc1\x8c8XS']

out = md5_array(data)

print(out)
# [b'}\xea6+?\xac\x8e\x00\x95jIR\xa3\xd4\xf4t', ... , b'w)\r\xf2^\x84\x11w\xbb\xa1\x94\xc1\x8c8XS']

data = np.arange(100000, dtype=np.uint64)

%timeit [hashlib.md5(i).digest() for i in data]
169 ms ± 3.14 ms per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10 loops each)

%timeit md5_array(data)
12.1 ms ± 144 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 100 loops each)

我绝对建议避免转换 uint64 到字符串。你可以用 struct hashlib.md5() :

>>> import struct, hashlib
>>> a = struct.pack( '<Q', 0x423423423423 )
>>> a
'#4B#4B\x00\x00'
>>> hashlib.md5( a ).hexdigest()
'de0fc624a1b287881eee581ed83500d1'
>>> 

还有,盖蒂 hexdigest() 可替换为 digest() ,返回二进制数据,比将其转换为十六进制字符串更快。根据您以后打算如何使用这些数据,这可能是一个好方法。

您可以应用一个将函数映射到数组上的函数。这是这里最容易做的事。 link

在这个示例中,我只向原始数组中添加1。您可以在这里根据需要对MD5进行转换。

import numpy as np
x = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
f = lambda x: x + 1
result = f(x)