jwt认证

Posted 2020-11-25 mqhpy

jwt认证

1、工作原理

'''
1.jwt = base64(头部).base(载荷).hash256(base64(头部).base(载荷).密钥)
2.base64是可逆的算法、hash是不可逆的算法
3.密钥是固定的字符串，保存在服务器
'''

2、drf-jwt

官网

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

安装：虚拟环境

pip install djangorestframework-jwt

使用：user/urls.py

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

测试接口：post请求

"""
postman发生post请求

接口：http://api.luffy.cn:8000/user/login/

数据：
{
    "username":"admin",
    "password":"admin"
}
"""

3、drf-jwt开发

默认配置信息：JWT_AUTH到dev.py中

import datetime
JWT_AUTH = {
    # 过期时间
    'JWT_EXPIRATION_DELTA': datetime.timedelta(days=1),
    # 自定义认证结果：见下方序列化user和自定义response
    'JWT_RESPONSE_PAYLOAD_HANDLER': 'user.utils.jwt_response_payload_handler',  
}

自定义配置信息：在项目的setting中配置

# drf-jwt自定义配置
import datetime
JWT_AUTH = {
    # 过期时间
    'JWT_EXPIRATION_DELTA': datetime.timedelta(seconds=300),
    # 是否允许刷新
    'JWT_ALLOW_REFRESH': True,
    # 最大刷新的过期时间
    'JWT_REFRESH_EXPIRATION_DELTA': datetime.timedelta(days=7),
}

自定义response：user/utils.py

from .serializers import UserModelSerializers
def jwt_response_payload_handler(token, user=None, request=None):
    return {
        'status': 0,
        'msg': 'ok',
        'data': {
            'token': token,
            'user': UserModelSerializers(user).data
        }
    }

基于drf-jwt的全局认证：user/authentications.py(自己创建)

import jwt
from rest_framework.exceptions import AuthenticationFailed
from rest_framework_jwt.authentication import jwt_decode_handler
from rest_framework_jwt.authentication import get_authorization_header
from rest_framework_jwt.authentication import BaseJSONWebTokenAuthentication

class JSONWebTokenAuthentication(BaseJSONWebTokenAuthentication):
    def authenticate(self, request):
        jwt_value = get_authorization_header(request)

        if not jwt_value:
            raise AuthenticationFailed('Authorization 字段是必须的')
        try:
            payload = jwt_decode_handler(jwt_value)
        except jwt.ExpiredSignature:
            raise AuthenticationFailed('签名过期')
        except jwt.InvalidTokenError:
            raise AuthenticationFailed('非法用户')
        user = self.authenticate_credentials(payload)

        return user, jwt_value

全局启用:settings/dev.py

REST_FRAMEWORK = {
    # 认证模块
    'DEFAULT_AUTHENTICATION_CLASSES': (
        'user.authentications.JSONWebTokenAuthentication',
    ),
}

局部启用、禁用：任何一个cbv类首行

# 局部禁用
authentication_classes = []

# 局部启用
from user.authentications import JSONWebTokenAuthentication
authentication_classes = [JSONWebTokenAuthentication]

多方式登录：user/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

配置多方登录：settings/dev.py

AUTHENTICATION_BACKENDS = ['user.utils.JWTModelBackend']

手动签发JWT:了解-可以拥有原生登录基于Model类user对象签发JWT

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)

jwt认证规则总结

"""
jwt: json web token
优点：
1）数据库不需要存储token，所以服务器的 IO 操作会减少（没有IO写操作）
2）客户端存Token，服务器只存储签发与校验算法，执行效率高
3）签发与校验算法在多个服务器上可以直接统一，所以jwt认证规则下，服务器做集群非常便捷

突破点：
1）token必须要有多个部分组成，有能反解的部分，也要有不能反解的部分 - jwt采用的都是三段式
2）token中必须包含过期时间，保证token的安全性与时效性

jwt原理：
1）jwt由 头.载荷.签名 三部分组成
2）每一部分数据都是一个json字典，头和载荷采用 base64 可逆加密算法加密，签名采用 HS256 不可逆加密

内容：
1）头(基本信息)：可逆不可逆采用的加密算法、公司名称、项目组信息、开发者信息...
{
    "company": "小女孩",
    ...
}
2）载荷(核心信息)：用户主键、用户账号、客户端设备信息、过期时间...
{
    'pk': 1,
    ...
}
3）签名(安全信息)：头的加密结果、载荷的加密结果、服务器的安全码(盐)...
{
    "header": "..."
    ...
}

签发算法：
1）头内容写死(可以为空{})：公司、项目组信息都是固定不变的
    => 将数据字典转化成json字符串，再将json字符串加密成base64字符串
    
2）载荷的内容：用户账号、客户端设备信息是由客户端提供，用户主键是客户端提供账号密码校验User表通过后才能确定，过期时间根据当前时间与配置的过期时间相结合产生
    => 将数据字典转化成json字符串，再将json字符串加密成base64字符串
    
3）签名的内容，先将头的加密结果，载荷的加密结果作为成员，再从服务器上拿安全码(不能让任何客户端知道)，也可以额外包含载荷的部分(用户信息，设备信息)
    => 将数据字典转化成json字符串，再将json字符串不可逆加密成HS256字符串
    
4）将三个字符串用 . 连接产生三段式token

校验算法：
1）从客户端提交的请求中拿到token，用 . 分割成三段（如果不是三段，非法）
2）头(第一段)可以不用解密
3）载荷(第二段)一定需要解密，先base64解密成json字符串，再转换成json字典数据
    i）用户主键与用户账号查询User表确定用户是否存在
    ii）设备信息用本次请求提交的设备信息比对，确定前后是否是同一设备，决定是否对用户做安全提示(eg：短信邮箱提示异地登录)（同样的安全保障还可以为IP、登录地点等）
    iii）过期时间与当前时间比对，该token是否在有效时间内
4）签名(第三段)采用加密碰撞校验
    i）将头、载荷加密字符串和数据库安全码形成json字典，转换成json字符串
    ii）采用不可逆HS256加密形成加密字符串
    iii）新的加密字符串与第三段签名碰撞比对，一致才能确保token是合法的
    
5）前方算法都通过后，载荷校验得到的User对象，就是该token代表的登录用户（Django项目一般都会把登录用户存放在request.user中）


刷新算法：
1）要在签发token的载荷中，额外添加两个时间信息：第一次签发token的时间，最多往后刷新的有效时间
2）每一请求携带token，不仅走校验算法验证token是否合法，还要额外请求刷新token的接口，完成token的刷新：校验规则与校验算法差不多，但是要将过期时间后移(没有超过有效时间，产生新token给客户端，如果超过了，刷新失败)
3）所以服务器不仅要配置过期时间，还需要配置最长刷新时间
"""