基于Token的身份验证

在实现登录功能的时候,正常的B/S应用都会使用cookie+session的方式来做身份验证,后台直接向cookie中写数据,但是由于移动端的存在,移动端是没有cookie机制的,所以使用token可以实现移动端和客户端的token通信。

验证流程

整个基于Token的验证流程如下:

1. 客户端使用用户名跟密码请求登录
2. 服务器收到请求,去验证用户名和密码
3. 验证成功后,服务端会签发一个Token,再把这个Token发送到客户端
4. 客户端收到的Token以后可以把它存储起来,比如放在Cookie或LocalStorage里
5. 客户端每次向服务器发送其他请求的时候都要带着服务器签发的Token
6. 服务器收到请求,去验证客户端请求里面带着的Token,如果验证成功,就像客户端返回请求的数据

JWT

构造Token的方法挺多的,可以说只要是客户端和服务器端约定好了格式,是想怎么写就怎么写的,然而还有一些标准写法,例如JWT读作/jot/,表示:JSON Web Tokens.
JWT标准的Token有三个部分:

• header
• payload
• signature
  三个部分会用点分割开,并且都会使用Base64编码,所以真正的Token看起来像这样

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJpc3MiOiJuaW5naGFvLm5ldCIsImV4cCI6IjE0Mzg5NTU0NDUiLCJuYW1lIjoid2FuZ2hhbyIsImFkbWluIjp0cnVlfQ.SwyHTEx_RQppr97g4J5lKXtabJecpejuef8AqKYMAJc 

Header

header部分主要是两部分内容,一个是Token的类型,另一个是使用的算法,比如下面的类型就是JWT,使用的算法是HS256:

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

上面的内容要用 Base64 的形式编码一下，所以就变成这样：

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9 

Payload

Payload 里面是 Token 的具体内容，这些内容里面有一些是标准字段，你也可以添加其它需要的内容。下面是标准字段：

• iss：Issuer，发行者
• sub：Subject，主题
• aud：Audience，观众
• exp：Expiration time，过期时间
• nbf：Not before
• iat：Issued at，发行时间
• jti：JWT ID

Signature

JWT的最后一部分是Signature,这部分相当于前两段的摘要,用来防止其他人来篡改Token中的信息,在处理时可以首先将前两段生成的内容使用Base64生成一下再加盐然后利用MD5等摘要算法在生成一遍

服务端生成Token

在服务端生成Token的时候,需要解决两个问题

1. 使用什么加密算法
2. Token如何存储

加密算法

这里的加密算法并不是MD5,SHA1这样的哈希算法,因为这种算法是无法解密的,只能用来生成摘要,在Django中内置了一个加密前面模块django.core.signing模块,可以用来加密和解密任何数据,使用签名模块的dumps和load函数来实现

示例:

from django.core import signing 
value = signing.dumps({"foo":"bar"}) 
src = signing.loads(value) 
print(value) 
print(src) 

结果:

eyJmb28iOiJiYXIifQ:1NMg1b:zGcDE4-TCkaeGzLeW9UQwZesciI  
{‘foo’: ‘bar’} 

Token如何存储

用什么存储

在服务器中Token可以存储在内存中,因为本质是字符串,所以并不会占用很大的内存空间,如果是分布式的存储可以将所有的token信息分段存储在不同的服务器中,也可以存储在数据库中,在Django中提供了缓存类,可以用来存储Token,Django的缓存可以结合Redis来使用,可以借助django-redis来实现

安装

pip install django-redis 

配置

为了使用django-redis,需要将django cache setting修改,修改settings.py,默认是没有Cache的配置信息的,在其中添加:

CACHES = { 
    "default": { 
        "BACKEND": "django_redis.cache.RedisCache", 
        "LOCATION": "redis://127.0.0.1:6379", 
        "OPTIONS": { 
            "CLIENT_CLASS": "django_redis.client.DefaultClient", 
        } 
    } 
} 

当然,需要你首先安装了redis

cache使用

cache使用的时候基本可以使用set和get方法来进行存/取数据

>>> cache.set('my_key', 'hello, world!', 30) 
>>> cache.get('my_key') 
'hello, world!' 

如何存

由于redis是使用k-v模式来进行存储数据的,我们可以使用用户名作为key,而token信息作为value,相较于直接使用token作为key的方式,好处是我们可以使用更少的空间实现一些功能,例如当用户修改了密码或点击注销之后,它的token可以直接失效,直接将该用户名所对应的数据删除就好了,或者用户在一次登录成功后,又一次请求了登录接口,我们可以很简单的更新该用户的token信息,而这样存储所依赖于我们的token可以进行解密,如果你是直接生成了一串无法解密的数据作为token,不能使用用户名作为token了

code

import time 
from django.core import signing 
import hashlib 
from django.core.cache import cache 
 
HEADER = {'typ': 'JWP', 'alg': 'default'} 
KEY = 'CHEN_FENG_YAO' 
SALT = 'www.lanou3g.com' 
TIME_OUT = 30 * 60  # 30min 
 
 
def encrypt(obj): 
    """加密""" 
    value = signing.dumps(obj, key=KEY, salt=SALT) 
    value = signing.b64_encode(value.encode()).decode() 
    return value 
 
 
def decrypt(src): 
    """解密""" 
    src = signing.b64_decode(src.encode()).decode() 
    raw = signing.loads(src, key=KEY, salt=SALT) 
    print(type(raw)) 
    return raw 
 
 
def create_token(username): 
    """生成token信息""" 
    # 1. 加密头信息 
    header = encrypt(HEADER) 
    # 2. 构造Payload 
    payload = {"username": username, "iat": time.time()} 
    payload = encrypt(payload) 
    # 3. 生成签名 
    md5 = hashlib.md5() 
    md5.update(("%s.%s" % (header, payload)).encode()) 
    signature = md5.hexdigest() 
    token = "%s.%s.%s" % (header, payload, signature) 
    # 存储到缓存中 
    cache.set(username, token, TIME_OUT) 
    return token 
 
 
def get_payload(token): 
    payload = str(token).split('.')[1] 
    payload = decrypt(payload) 
    return payload 
 
 
# 通过token获取用户名 
def get_username(token): 
    payload = get_payload(token) 
    return payload['username'] 
    pass 
 
 
def check_token(token): 
    username = get_username(token) 
    last_token = cache.get(username) 
    if last_token: 
        return last_token == token 
    return False