Django+JWT实现Token认证
对外提供API不用django rest framework（DRF）就是旁门左道吗？
基于Token的鉴权机制越来越多的用在了项目中，尤其是对于纯后端只对外提供API没有web页面的项目，例如我们通常所讲的前后端分离架构中的纯后端服务，只提供API给前端，前端通过API提供的数据对页面进行渲染展示或增加修改等，我们知道HTTP是一种无状态的协议，也就是说后端服务并不知道是谁发来的请求，那么如何校验请求的合法性呢？这就需要通过一些方式对请求进行鉴权了
先来看看传统的登录鉴权跟基于Token的鉴权有什么区别
以Django的账号密码登录为例来说明传统的验证鉴权方式是怎么工作的，当我们登录页面输入账号密码提交表单后，会发送请求给服务器，服务器对发送过来的账号密码进行验证鉴权，验证鉴权通过后，把用户信息记录在服务器端（django_session表中），同时返回给浏览器一个sessionid用来唯一标识这个用户，浏览器将sessionid保存在cookie中，之后浏览器的每次请求都一并将sessionid发送给服务器，服务器根据sessionid与记录的信息做对比以验证身份
Token的鉴权方式就清晰很多了，客户端用自己的账号密码进行登录，服务端验证鉴权，验证鉴权通过生成Token返回给客户端，之后客户端每次请求都将Token放在header里一并发送，服务端收到请求时校验Token以确定访问者身份
session的主要目的是给无状态的HTTP协议添加状态保持，通常在浏览器作为客户端的情况下比较通用。而Token的主要目的是为了鉴权，同时又不需要考虑CSRF防护以及跨域的问题，所以更多的用在专门给第三方提供API的情况下，客户端请求无论是浏览器发起还是其他的程序发起都能很好的支持。所以目前基于Token的鉴权机制几乎已经成了前后端分离架构或者对外提供API访问的鉴权标准，得到广泛使用
JSON Web Token（JWT)是目前Token鉴权机制下最流行的方案，网上关于JWT的介绍有很多，这里不细说，只讲下Django如何利用JWT实现对API的认证鉴权，搜了几乎所有的文章都是说JWT如何结合DRF使用的，如果你的项目没有用到DRF框架，也不想仅仅为了鉴权API就引入庞大复杂的DRF框架，那么可以接着往下看
我的需求如下：
- 同一个view函数既给前端页面提供数据，又对外提供API服务，要同时满足基于账号密码的验证和JWT验证
- 项目用了Django默认的权限系统，既能对账号密码登录的进行权限校验，又能对基于JWT的请求进行权限校验
PyJWT介绍
要实现上边的需求1，我们首先得引入JWT模块，python下有现成的PyJWT模块可以直接用，先看下JWT的简单用法
安装PyJWT
$ pip install pyjwt利用PyJWT生成Token
>>> import jwt
>>> encoded_jwt = jwt.encode({'username':'运维咖啡吧','site':'https://ops-coffee.cn'},'secret_key',algorithm='HS256')这里传了三部分内容给JWT，
第一部分是一个Json对象，称为Payload，主要用来存放有效的信息，例如用户名，过期时间等等所有你想要传递的信息
第二部分是一个秘钥字串，这个秘钥主要用在下文Signature签名中，服务端用来校验Token合法性，这个秘钥只有服务端知道，不能泄露
第三部分指定了Signature签名的算法
查看生成的Token
>>> print(encoded_jwt)
b'eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJ1c2VybmFtZSI6Ilx1OGZkMFx1N2VmNFx1NTQ5Nlx1NTU2MVx1NTQyNyIsInNpdGUiOiJodHRwczovL29wcy1jb2ZmZWUuY24ifQ.fIpSXy476r9F9i7GhdYFNkd-2Ndz8uKLgJPcd84BkJ4'JWT生成的Token是一个用两个点（.）分割的长字符串
点分割成的三部分分别是Header头部，Payload负载，Signature签名：Header.Payload.Signature
JWT是不加密的，任何人都可以读的到其中的信息，其中第一部分Header和第二部分Payload只是对原始输入的信息转成了base64编码，第三部分Signature是用header+payload+secret_key进行加密的结果
可以直接用base64对Header和Payload进行解码得到相应的信息
>>> import base64
>>> base64.b64decode('eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9')
b'{"typ":"JWT","alg":"HS256"}'
>>> base64.b64decode('eyJ1c2VybmFtZSI6Ilx1OGZkMFx1N2VmNFx1NTQ5Nlx1NTU2MVx1NTQyNyIsInNpdGUiOiJodHRwczovL29wcy1jb2ZmZWUuY24ifQ==')
# 这里最后加=的原因是base64解码对传入的参数长度不是2的对象，需要再参数最后加上一个或两个等号=因为JWT不会对结果进行加密，所以不要保存敏感信息在Header或者Payload中，服务端也主要依靠最后的Signature来验证Token是否有效以及有无被篡改
解密Token
>>> jwt.decode(encoded_jwt,'secret_key',algorithms=['HS256'])
{'username': '运维咖啡吧', 'site': 'https://ops-coffee.cn'}服务端在有秘钥的情况下可以直接对JWT生成的Token进行解密，解密成功说明Token正确，且数据没有被篡改
当然我们前文说了JWT并没有对数据进行加密，如果没有secret_key也可以直接获取到Payload里边的数据，只是缺少了签名算法无法验证数据是否准确，pyjwt也提供了直接获取Payload数据的方法，如下
>>> jwt.decode(encoded_jwt, verify=False)
{'username': '运维咖啡吧', 'site': 'https://ops-coffee.cn'}Django案例
Django要兼容session认证的方式，还需要同时支持JWT，并且两种验证需要共用同一套权限系统，该如何处理呢？我们可以参考Django的解决方案：装饰器，例如用来检查用户是否登录的login_required和用来检查用户是否有权限的permission_required两个装饰器，我们可以自己实现一个装饰器，检查用户的认证模式，同时认证完成后验证用户是否有权限操作
于是一个auth_permission_required的装饰器产生了：
from django.conf import settings
from django.http import JsonResponse
from django.contrib.auth import get_user_model
from django.core.exceptions import PermissionDenied
UserModel = get_user_model()
def auth_permission_required(perm):
def decorator(view_func):
def _wrapped_view(request, *args, **kwargs):
# 格式化权限
perms = (perm,) if isinstance(perm, str) else perm
if request.user.is_authenticated:
# 正常登录用户判断是否有权限
if not request.user.has_perms(perms):
raise PermissionDenied
else:
try:
auth = request.META.get('HTTP_AUTHORIZATION').split()
except AttributeError:
return JsonResponse({"code": 401, "message": "No authenticate header"})
# 用户通过API获取数据验证流程
if auth[0].lower() == 'token':
try:
dict = jwt.decode(auth[1], settings.SECRET_KEY, algorithms=['HS256'])
username = dict.get('data').get('username')
except jwt.ExpiredSignatureError:
return JsonResponse({"status_code": 401, "message": "Token expired"})
except jwt.InvalidTokenError:
return JsonResponse({"status_code": 401, "message": "Invalid token"})
except Exception as e:
return JsonResponse({"status_code": 401, "message": "Can not get user object"})
try:
user = UserModel.objects.get(username=username)
except UserModel.DoesNotExist:
return JsonResponse({"status_code": 401, "message": "User Does not exist"})
if not user.is_active:
return JsonResponse({"status_code": 401, "message": "User inactive or deleted"})
# Token登录的用户判断是否有权限
if not user.has_perms(perms):
return JsonResponse({"status_code": 403, "message": "PermissionDenied"})
else:
return JsonResponse({"status_code": 401, "message": "Not support auth type"})
return view_func(request, *args, **kwargs)
return _wrapped_view
return decorator在view使用时就可以用这个装饰器来代替原本的login_required和permission_required装饰器了
@auth_permission_required('account.select_user')
def user(request):
if request.method == 'GET':
_jsondata = {
"user": "ops-coffee",
"site": "https://ops-coffee.cn"
}
return JsonResponse({"state": 1, "message": _jsondata})
else:
return JsonResponse({"state": 0, "message": "Request method 'POST' not supported"})我们还需要一个生成用户Token的方法，通过给User model添加一个token的静态方法来处理
class User(AbstractBaseUser, PermissionsMixin):
create_time = models.DateTimeField(auto_now_add=True, verbose_name='创建时间')
update_time = models.DateTimeField(auto_now=True, verbose_name='更新时间')
username = models.EmailField(max_length=255, unique=True, verbose_name='用户名')
fullname = models.CharField(max_length=64, null=True, verbose_name='中文名')
phonenumber = models.CharField(max_length=16, null=True, unique=True, verbose_name='电话')
is_active = models.BooleanField(default=True, verbose_name='激活状态')
objects = UserManager()
USERNAME_FIELD = 'username'
REQUIRED_FIELDS = []
def __str__(self):
return self.username
@property
def token(self):
return self._generate_jwt_token()
def _generate_jwt_token(self):
token = jwt.encode({
'exp': datetime.utcnow() + timedelta(days=1),
'iat': datetime.utcnow(),
'data': {
'username': self.username
}
}, settings.SECRET_KEY, algorithm='HS256')
return token.decode('utf-8')
class Meta:
default_permissions = ()
permissions = (
("select_user", "查看用户"),
("change_user", "修改用户"),
("delete_user", "删除用户"),
)可以直接通过用户对象来生成Token：
>>> from accounts.models import User
>>> u = User.objects.get(username='[email protected]')
>>> u.token
'eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJleHAiOjE1NDgyMjg3NzksImlhdCI6MTU0ODE0MjM3OSwiZGF0YSI6eyJ1c2VybmFtZSI6ImFkbWluQDE2My5jb20ifX0.akZNU7t_z2kwPxDJjmc-QxtNdICK0yhnwWmKxqqXKLw'生成的Token给到客户端，客户端就可以拿这个Token进行鉴权了
>>> import requests
>>> token = 'eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJleHAiOjE1NDgyMjg4MzgsImlhdCI6MTU0ODE0MjQzOCwiZGF0YSI6eyJ1c2VybmFtZSI6ImFkbWluQDE2My5jb20ifX0.oKc0SafgksMT9ZIhTACupUlz49Q5kI4oJA-B8-GHqLA'
>>>
>>> r = requests.get('http://localhost/api/user', headers={'Authorization': 'Token '+token})
>>> r.json()
{'username': '[email protected]', 'fullname': '运维咖啡吧', 'is_active': True}这样一个auth_permission_required方法就可以搞定上边的全部需求了，简单好用。
