10 drfJWT认证

一.JWT认证

​ Json Web Token（本质就是token）

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。

1.1 构成和工作原理

• 构成

JWT就是一段字符串，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).

1.1.1 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

1.1.2 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,从而回避时序攻击。

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

1.1.3 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/

二.JWT的安装和使用

2.1 安装

pip install djangorestframework-jwt

2.2 drf项目的jwt认证开发流程

1）用账号密码访问登录接口，登录接口逻辑中调用 签发token 算法，得到token，返回给客户端，客户端自己存到cookies中

2）校验token的算法应该写在认证类中(在认证类中调用)，全局配置给认证组件，所有视图类请求，都会进行认证校验，所以请求带了token，就会反解出user对象，在视图类中用request.user就能访问登录的用户

注：登录接口需要做 认证 + 权限 两个局部禁用

2.3 简单使用：

# 1 创建超级用户
python3 manage.py createsuperuser
# 2 配置路由urls.py
from django.urls import path
from rest_framework_jwt.views import obtain_jwt_token
urlpatterns = [
    path('login/', obtain_jwt_token),
]
# 3 postman测试
向后端接口发送post请求，携带用户名密码，即可看到生成的token

# 4 setting.py中配置认证使用jwt提供的jsonwebtoken
# 5 postman发送访问请求（必须带jwt空格）

2.3.1 自定义的auth认证类

from rest_framework_jwt.authentication import BaseAuthentication,BaseJSONWebTokenAuthentication
from rest_framework.exceptions import AuthenticationFailed
from rest_framework_jwt.authentication import jwt_decode_handler
from rest_framework_jwt.authentication import get_authorization_header,jwt_get_username_from_payload
from rest_framework import exceptions
class MyToken(BaseJSONWebTokenAuthentication):
    def authenticate(self, request):
        jwt_value=str(request.META.get('HTTP_AUTHORIZATION'))
        # 认证
        try:
            payload = jwt_decode_handler(jwt_value)

        except Exception:
            raise exceptions.AuthenticationFailed("认证失败")
        user=self.authenticate_credentials(payload)
        return user,None
    
#局部使用，全局使用

2.4 基于JWT的自定义权限类

from rest_framework.authentication import BaseAuthentication  # 基于它
from rest_framework_jwt.authentication import BaseJSONWebTokenAuthentication # 基于它
from rest_framework.exceptions import AuthenticationFailed
# from rest_framework_jwt.authentication import jwt_decode_handler
from rest_framework_jwt.utils import jwt_decode_handler # 跟上面是一个
import jwt

from api import models
 class MyJwtAuthentication(BaseAuthentication):
     def authenticate(self, request):
         jwt_value=request.META.get('HTTP_AUTHORIZATION')
         if jwt_value:
             try:
             #jwt提供了通过三段token，取出payload的方法，并且有校验功能
                 payload=jwt_decode_handler(jwt_value)
             except jwt.ExpiredSignature:
                 raise AuthenticationFailed('签名过期')
             except jwt.InvalidTokenError:
                 raise AuthenticationFailed('用户非法')
             except Exception as e:
                # 所有异常都会走到这
                 raise AuthenticationFailed(str(e))
             # 因为payload就是用户信息的字典
             print(payload)
             # return payload, jwt_value
             # 需要得到user对象，
             # 第一种，去数据库查
             # user=models.User.objects.get(pk=payload.get('user_id'))
             # 第二种不查库
             user=models.User(id=payload.get('user_id'),username=payload.get('username'))
             return user,jwt_value
         # 没有值，直接抛异常
         raise AuthenticationFailed('您没有携带认证信息')

2.5 多方式登录

## views.py
# 重点：自定义login，完成多方式登录
from rest_framework.viewsets import ViewSet
from rest_framework.response import Response
class LoginViewSet(ViewSet):
    # 需要和mixins结合使用，继承GenericViewSet，不需要则继承ViewSet
    # 为什么继承视图集，不去继承工具视图或视图基类，因为视图集可以自定义路由映射：
    #       可以做到get映射get，get映射list，还可以做到自定义（灵活）
    def login(self, request, *args, **kwargs):
        serializer = serializers.LoginSerializer(data=request.data, context={'request': request})
        serializer.is_valid(raise_exception=True)
        token = serializer.context.get('token')
        return Response({"token": token})
      
      
      

## ser.py
# 重点：自定义login，完成多方式登录
class LoginSerializer(serializers.ModelSerializer):
    # 登录请求，走的是post方法，默认post方法完成的是create入库校验，所以唯一约束的字段，会进行数据库唯一校验，导致逻辑相悖
    # 需要覆盖系统字段，自定义校验规则，就可以避免完成多余的不必要校验，如唯一字段校验
    username = serializers.CharField()
    class Meta:
        model = models.User
        # 结合前台登录布局：采用账号密码登录，或手机密码登录，布局一致，所以不管账号还是手机号，都用username字段提交的
        fields = ('username', 'password')

    def validate(self, attrs):
        # 在全局钩子中，才能提供提供的所需数据，整体校验得到user
        # 再就可以调用签发token算法，将user信息转换为token
        # 将token存放到context属性中，传给外键视图类使用
        user = self._get_user(attrs)
        payload = jwt_payload_handler(user)
        token = jwt_encode_handler(payload)
        self.context['token'] = token
        return attrs

    # 多方式登录
    def _get_user(self, attrs):
        username = attrs.get('username')
        password = attrs.get('password')
        import re
        if re.match(r'^1[3-9][0-9]{9}$', username):
            # 手机登录
            user = models.User.objects.filter(mobile=username, is_active=True).first()
        elif re.match(r'^.+@.+$', username):
            # 邮箱登录
            user = models.User.objects.filter(email=username, is_active=True).first()
        else:
            # 账号登录
            user = models.User.objects.filter(username=username, is_active=True).first()
        if user and user.check_password(password):
            return user

        raise ValidationError({'user': 'user error'})
# utils.py
import re
from .models import User
from django.contrib.auth.backends import ModelBackend
class JWTModelBackend(ModelBackend):
    def authenticate(self, request, username=None, password=None, **kwargs):
        try:
            if re.match(r'^1[3-9]d{9}$', username):
                user = User.objects.get(mobile=username)
            else:
                user = User.objects.get(username=username)
        except User.DoesNotExist:
            return None
        if user.check_password(password) and self.user_can_authenticate(user):
            return user

2.6 配置多方式登录

settings.py
AUTHENTICATION_BACKENDS = ['user.utils.JWTModelBackend']

2.7 JWT的配置参数

# jwt的配置
import datetime
JWT_AUTH={
    'JWT_RESPONSE_PAYLOAD_HANDLER':'app02.utils.my_jwt_response_payload_handler',
    'JWT_EXPIRATION_DELTA': datetime.timedelta(days=7), # 过期时间，手动配置
}