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  • Luffy之登录认证以及JWT

    1.用户认证

    在前面我们已经完成了,前端登录页面的搭建,以及路由分配,现在我们作关于登录认证部分的东西

    Django提供了认证系统。认证系统包含:

    • 用户

    • 权限:二元(是/否)标志指示一个用户是否可以做一个特定的任务。

    • 组:对多个用户运用标签和权限的一种通用的方式。

    • 一个可配置的密码哈希系统

    • 用户登录或内容显示的表单和视图

    • 一个可插拔的后台系统

    Django默认用户的认证机制依赖Session机制,我们在本项目中将引入JWT认证机制,将用户的登陆状态[认证信息]存放在Token字符串中,然后对接Django的认证系统,帮助我们来实现:

    • 用户的数据模型

    • 用户密码的加密与验证

    • 用户的权限系统

    1.1 Django用户模型类

    Django认证系统中提供了用户模型类User保存用户的数据,默认的User包含以下常见的基本字段:

    • username

      必选。 150个字符以内。 用户名可能包含字母数字,_@+ .-个字符。在Django更改1.10:max_length从30个字符增加到150个字符。

    • email

      可选(blank=True)。 邮箱地址。

    • password

      必选。 密码的哈希及元数据。 (Django 不保存原始密码)。 原始密码可以无限长而且可以包含任意字符。

    • groups

      Group 之间的多对多关系。

    • user_permissions

      Permission 之间的多对多关系。

    • is_staff

      布尔值。 指示用户是否可以访问Admin 站点。

    • is_active

      布尔值。 指示用户的账号是否激活。 我们建议您将此标志设置为False而不是删除帐户;这样,如果您的应用程序对用户有任何外键,则外键不会中断。它不是用来控制用户是否能够登录。 在Django更改1.10:在旧版本中,默认is_active为False不能进行登录。

    • is_superuser

      布尔值。 指定这个用户拥有所有的权限而不需要给他们分配明确的权限。

    • last_login

      用户最后一次登录的时间。

    • date_joined

      账户创建的时间。 当账号创建时,默认设置为当前的date/time。

    常用方法:
    • set_password(raw_password)

      设置用户的密码为给定的原始字符串,并负责密码的。 不会保存User 对象。当Noneraw_password 时,密码将设置为一个不可用的密码。

    • check_password(raw_password)

      如果给定的raw_password是用户的真实密码,则返回True,可以在校验用户密码时使用。

    管理器方法:

    管理器方法即可以通过User.objects. 进行调用的方法。

    • create_user(username, email=None, password=None, **extra_fields)

      创建、保存并返回一个User对象。

    • create_superuser(username, email, password, **extra_fields)

      create_user() 相同,但是设置is_staffis_superuserTrue

    2 创建自定义的用户模型类

    Django认证系统中提供的用户模型类及方法很方便,我们可以使用这个模型类,但是字段有些无法满足项目需求,如本项目中需要保存用户的手机号,需要给模型类添加额外的字段。

    Django提供了django.contrib.auth.models.AbstractUser用户抽象模型类允许我们继承,扩展字段来使用Django认证系统的用户模型类。

    我们可以在apps中创建Django应用users,并在配置文件中注册users应用。

    在创建好的应用models.py中定义用户的用户模型类。

    class User(AbstractUser):
        """用户模型类"""
        mobile = models.CharField(max_length=11, unique=True, verbose_name='手机号')
    
        class Meta:
            db_table = 'ly_users'
            verbose_name = '用户'
            verbose_name_plural = verbose_name

    我们自定义的用户模型类还不能直接被Django的认证系统所识别,需要在配置文件中告知Django认证系统使用我们自定义的模型类。

    在settings.py配置文件中进行设置

    AUTH_USER_MODEL = 'users.User'
    

      

    AUTH_USER_MODEL 参数的设置以点.来分隔,表示应用名.模型类名

    注意:Django建议我们对于AUTH_USER_MODEL参数的设置一定要在第一次数据库迁移之前就设置好,否则后续使用可能出现未知错误。

    执行数据库迁移

    python manage.py makemigrations
    python manage.py migrate
    

      

    1.3 Django REST framework JWT

    在用户注册或登录后,我们想记录用户的登录状态,或者为用户创建身份认证的凭证。我们不再使用Session认证机制,而使用Json Web Token认证机制。

    1.3.1 JWT的构成

    JWT就一段字符串,由三段信息构成的,将这三段信息文本用.链接一起就构成了Jwt字符串。就像这样:

    eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiYWRtaW4iOnRydWV9.TJVA95OrM7E2cBab30RMHrHDcEfxjoYZgeFONFh7HgQ

    第一部分我们称它为头部(header),第二部分我们称其为载荷(payload, 类似于飞机上承载的物品),第三部分是签证(signature).

     

    1.3.2 header

    jwt的头部承载两部分信息:

    • 声明类型,这里是jwt

    • 声明加密的算法 通常直接使用 HMAC SHA256

    完整的头部就像下面这样的JSON:

    {
      'typ': 'JWT',
      'alg': 'HS256'
    }
    

      然后将头部进行base64加密(该加密是可以对称解密的),构成了第一部分.

    eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9
    

     

    1.3.3 payload

    载荷就是存放有效信息的地方。这个名字像是特指飞机上承载的货品,这些有效信息包含三个部分

    • 标准中注册的声明

    • 公共的声明

    • 私有的声明

    标准中注册的声明 (建议但不强制使用) :

    • iss: jwt签发者

    • sub: jwt所面向的用户

    • aud: 接收jwt的一方

    • exp: jwt的过期时间,这个过期时间必须要大于签发时间

    • nbf: 定义在什么时间之前,该jwt都是不可用的.

    • iat: jwt的签发时间

    • jti: jwt的唯一身份标识,主要用来作为一次性token,从而回避重放攻击。

    公共的声明 : 公共的声明可以添加任何的信息,一般添加用户的相关信息或其他业务需要的必要信息.但不建议添加敏感信息,因为该部分在客户端可解密.

    私有的声明 : 私有声明是提供者和消费者所共同定义的声明,一般不建议存放敏感信息,因为base64是对称解密的,意味着该部分信息可以归类为明文信息。

    定义一个payload:

    {  "sub": "1234567890",  "name": "John Doe",  "admin": true}
    

      然后将其进行base64加密,得到JWT的第二部分。

    eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiYWRtaW4iOnRydWV9
    

      

    1.3.4 signature

    JWT的第三部分是一个签证信息,这个签证信息由三部分组成:

    • header (base64后的)

    • payload (base64后的)

    • secret

    这个部分需要base64加密后的header和base64加密后的payload使用.连接组成的字符串,然后通过header中声明的加密方式进行加盐secret组合加密,然后就构成了jwt的第三部分。

    // javascript
    var encodedString = base64UrlEncode(header) + '.' + base64UrlEncode(payload);
    
    var signature = HMACSHA256(encodedString, 'secret'); // TJVA95OrM7E2cBab30RMHrHDcEfxjoYZgeFONFh7HgQ
    

      将这三部分用.连接成一个完整的字符串,构成了最终的jwt:

    eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiYWRtaW4iOnRydWV9.TJVA95OrM7E2cBab30RMHrHDcEfxjoYZgeFONFh7HgQ
    

      **注意:secret是保存在服务器端的,jwt的签发生成也是在服务器端的,secret就是用来进行jwt的签发和jwt的验证,所以,它就是你服务端的私钥,在任何场景都不应该流露出去。一旦客户端得知这个secret, 那就意味着客户端是可以自我签发jwt了。**

    关于签发和核验JWT,我们可以使用Django REST framework JWT扩展来完成。

      文档网站http://getblimp.github.io/django-rest-framework-jwt/

      http://getblimp.github.io/django-rest-framework-jwt/

     

    安装

    pip install djangorestframework-jwt
    

     

    settings.py的配置代码中

    REST_FRAMEWORK = {
        # 用户登陆认证方式
        'DEFAULT_AUTHENTICATION_CLASSES': (
            'rest_framework_jwt.authentication.JSONWebTokenAuthentication',
            'rest_framework.authentication.SessionAuthentication',
            'rest_framework.authentication.BasicAuthentication',
        ),
    }
    import datetime
    JWT_AUTH = {
        'JWT_EXPIRATION_DELTA': datetime.timedelta(days=1),
    }

     JWT_EXPIRATION_DELTA 指明token的有效期

    1.3.6 使用

    Django REST framework JWT 扩展的说明文档中提供了手动签发JWT的方法

    from rest_framework_jwt.settings import api_settings
    
    jwt_payload_handler = api_settings.JWT_PAYLOAD_HANDLER
    jwt_encode_handler = api_settings.JWT_ENCODE_HANDLER
    
    payload = jwt_payload_handler(user)
    token = jwt_encode_handler(payload)
    

      在用户注册或登录成功后,在序列化器中返回用户信息以后同时返回token即可。

     

    默认情况下,djangorestframework-jwt这个模块已经内置了一个登陆视图接口给我们了。我们直接使用

    当前users的urls.py文件代码:

    from django.urls import path
    # jwt内部实现的登陆视图
    from rest_framework_jwt.views import obtain_jwt_token
    urlpatterns=[
        path(r"login", obtain_jwt_token ),
    ]
    

      在总路由文件中,urls.py中注册子应用路由:

    path('users/', include("users.urls")),

    后端借口基本写完,现在我们在前端编写代码接收接口数据:

    前端保存jwt

    我们可以将JWT保存在cookie中,也可以保存在浏览器的本地存储里,我们保存在浏览器本地存储中

    浏览器的本地存储提供了sessionStorage 和 localStorage 两种:

    • sessionStorage 会话存储,浏览器关闭即失效

    • localStorage 永久存储,长期有效

    sessionStorage.变量名 = 变量值   // 保存数据
    sessionStorage.变量名  // 读取数据
    sessionStorage.clear()  // 清除所有sessionStorage保存的数据
    
    localStorage.变量名 = 变量值   // 保存数据
    localStorage.变量名  // 读取数据
    localStorage.clear()  // 清除所有localStorage保存的数据

    script发送axios以及回调函数处理的代码:

       methods:{
          loginhander(){
            this.$axios.post("http://127.0.0.1:8000/users/login",{
              "username":this.username,
              "password":this.password
            },{
              responseType:"json"
            }).
              then(response=>{
                // 请求成功,保存登陆状态
                if(this.remember){
                  // 记住密码
                  sessionStorage.removeItem("token");
                  let data = response.data;
                  localStorage.token = data.token;
                }else{
                  // 不记住密码
                  localStorage.removeItem("token");
                  let data = response.data;
                  sessionStorage.token = data.token;
                }
    
                // 登录成功以后,跳转页面
                this.$router.go(-1);
                // this.$router.push("/home");
            }).catch(error=>{
              console.log(error);
            })
          }
        }
    View Code

    前台首页判断登录状态显示对应信息

    header.vue

    <template>
      <div class="header">
        <el-container>
          <el-header height="80px">
             <el-row>
               <el-col class="logo" :span="3">
                 <router-link to="/"><img src="../../assets/head-logo.svg" alt=""></router-link>
               </el-col>
               <el-col :span="16">
                 <!-- gutter每一列之间的间隔空隙 -->
                 <el-row class="nav" :gutter="20">
                    <el-col :span="3"><router-link :class="current_page==1?'active':''" to="/courses">免费课</router-link></el-col>
                    <el-col :span="3"><router-link :class="current_page==2?'active':''" to="/courses">轻课</router-link></el-col>
                    <el-col :span="3"><router-link :class="current_page==3?'active':''" to="/courses">学位课</router-link></el-col>
                    <el-col :span="3"><router-link :class="current_page==4?'active':''" to="/courses">题库</router-link></el-col>
                    <el-col :span="3"><router-link :class="current_page==5?'active':''" to="/courses">教育</router-link></el-col>
                  </el-row>
               </el-col>
               <el-col v-if="is_login" class="login-bar" :span="5">
                 <div class="cart-ico">
                     <b></b>
                     <img src="../../assets/cart.svg" alt="">
                   <span>购物车</span>
                 </div>
                 <div class="study">学习中心</div>
                 <div class="member">
                   <el-dropdown>
                      <span class="el-dropdown-link">
                        <img src="../../assets/logo@2x.png" alt="">
                      </span>
                      <el-dropdown-menu slot="dropdown">
                        <el-dropdown-item>我的账户 <i class="el-icon-arrow-right"></i></el-dropdown-item>
                        <el-dropdown-item>我的账户 <i class="el-icon-arrow-right"></i></el-dropdown-item>
                        <el-dropdown-item>我的账户 <i class="el-icon-arrow-right"></i></el-dropdown-item>
                        <el-dropdown-item><span @click="logout">退出登录</span> <i class="el-icon-arrow-right"></i></el-dropdown-item>
                      </el-dropdown-menu>
                    </el-dropdown>
                 </div>
               </el-col>
               <el-col v-else class="login-bar" :span="5">
                 <div class="cart-ico">
                     <img src="../../assets/cart.svg" alt="">
                   <span>购物车</span>
                 </div>
                 <span class="header-login"><router-link to="/login">登录</router-link></span>
                 &nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;
                 <span class="header-register">注册</span>
               </el-col>
             </el-row>
          </el-header>
        </el-container>
      </div>
    </template>
    
    <script>
      export default {
        name:"Header",
        props:["current_page"],
        data(){
          return {
            token: localStorage.token || sessionStorage.token,
            is_login: false, /* 是否登录 */
          }
        },
        created(){
          // 登录状态判断
          if(this.token){
            this.is_login=true;
          }else{
            this.is_login=false;
          }
        },
        methods:{
          logout(){
            localStorage.clear();
            sessionStorage.clear();
            this.is_login=false;
            alert("退出登录成功");
          }
        }
      }
    </script>
    View Code

    jwt后端认证(自定义)

    Django REST framework JWT提供了登录签发JWT的视图,可以直接使用

    from rest_framework_jwt.views import obtain_jwt_token
    
    urlpatterns = [
        path(r'login/$', obtain_jwt_token),
    ]
    

      

    但是默认的返回值仅有token,我们还需在返回值中增加username和user_id。

    通过修改该视图的返回值可以完成我们的需求。

    在users/utils.py 中,创建

    def jwt_response_payload_handler(token, user=None, request=None):
        """
        自定义jwt认证成功返回数据
        :token  返回的jwt
        :user   当前登录的用户信息[对象]
        :request 当前本次客户端提交过来的数据
        """
        return {
            'token': token,
            'id': user.id,
            'username': user.username,
        }

    修改settings.py配置文件

    # JWT
    JWT_AUTH = {
        'JWT_EXPIRATION_DELTA': datetime.timedelta(days=1),
        'JWT_RESPONSE_PAYLOAD_HANDLER': 'users.utils.jwt_response_payload_handler',
    }
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