DRF JWT认证（二）

上篇中对JWT有了基本的认知，这篇来略谈JWT的使用

签发：一般我们登录成功后签发一个token串，token串分为三段，头部，载荷，签名

1）用基本信息公司信息存储json字典，采用base64算法得到 头字符串
2）用关键信息存储json字典，采用base64算法得到 荷载字符串，过期时间，用户id，用户名
3）用头、体加密字符串通过加密算法+秘钥加密得到 签名字符串
拼接成token返回给前台

认证：根据客户端带token的请求 反解出 user 对象

1）将token按 . 拆分为三段字符串，第一段 头部加密字符串 一般不需要做任何处理
2）第二段 体加密字符串，要反解出用户主键，通过主键从User表中就能得到登录用户，过期时间是安全信息，确保token没过期
3）再用 第一段 + 第二段 + 加密方式和秘钥得到一个加密串，与第三段 签名字符串 进行比较，通过后才能代表第二段校验得到的user对象就是合法的登录用户

JWT可以使用如下两种：

djangorestframework-jwt和djangorestframework-simplejwt

djangorestframework-jwt：https://github.com/jpadilla/django-rest-framework-jwt

djangorestframework-simplejwt：https://github.com/jazzband/djangorestframework-simplejwt

区别：https://blog.csdn.net/lady_killer9/article/details/103075076

官网文档：https://jpadilla.github.io/django-rest-framework-jwt/

django中快速使用JWT

导入：pip3 install djangorestframework-jwt

如何签发？

步骤

1. 路由中配置

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

2. 使用接口测试工具发送post请求到后端，就能基于auth的user表签发token

   {
       "token": "eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJ1c2VyX2lkIjoxLCJ1c2VybmFtZSI6IkhhbW1lciIsImV4cCI6MTY0OTUyNDY2MiwiZW1haWwiOiIifQ.P1Y8Z3WhdndHoWE0PjW-ygd53Ng0T46U04oY8_0StwI"
   }
   

base64反解

import base64

# 第一段
s1 = b'eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9'
print(base64.b64decode(s1))
# b'{"typ":"JWT","alg":"HS256"}'

# 第二段
s2 = b'eyJ1c2VyX2lkIjoxLCJ1c2VybmFtZSI6IkhhbW1lciIsImV4cCI6MTY0OTUyNDY2MiwiZW1haWwiOiIifQ=='
print(base64.b64decode(s2))
# b'{"user_id":1,"username":"Hammer","exp":1649524662,"email":""}'
# 我们发现第二段可以反解密出用户信息，是有一定的风险，可以使用，但是不能更改，就好比你的身份证丢了，别人可以在你不挂失的情况下去网吧上网



'''第三段不能不能反解，只能做base64解码，第三段使用base64编码只是为了统一格式'''

如何认证？

我们没有认证的时候，直接访问接口就可以返回数据，比如访问/books/发送GET请求就可以获取所有book信息，那么现在添加认证，需要访问通过才能访问才更合理

步骤：

• 视图中配置，必须配置认证类和权限类

• 访问需要在请求头中使用，携带签发的token串，格式是：

  key是Authorization
  value是jwt token串
  Authorization : jwt token串
  '''注意jwt和token串中间有空格'''
  

视图

from rest_framework_jwt.authentication import JSONWebTokenAuthentication
from rest_framework.permissions import IsAuthenticated
class BookView(GenericViewSet,ListModelMixin):
    ···
     # JSONWebTokenAuthentication :rest_framework_jwt模块写的认证类
    authentication_classes = [JSONWebTokenAuthentication,]
    # 需要配合一个权限类
    permission_classes = [IsAuthenticated,]
    ···

定制签发token返回格式

JWT默认的配置是，我们登录成功后只返回一个token串，这也是默认的配置，我们如果想签发token后返回更多数据需要我们自定制

步骤

1. 写一个函数，返回什么格式，前端就能看见什么格式
2. 在配置文件中配置JWT_AUTH

utils.py

# 定义签发token(登陆接口)返回格式
def jwt_response_payload_handler(token, user=None, request=None):
    return {
        'code': 100,
        'msg': "登陆成功",
        'token': token,
        'username': user.username
    }

settings.py

JWT_AUTH = {
      'JWT_RESPONSE_PAYLOAD_HANDLER': 'app01.utils.jwt_response_payload_handler',
  }

JWT源码分析

签发源码分析

1.入口：path('login/', obtain_jwt_token)

2.obtain_jwt_token--->obtain_jwt_token = ObtainJSONWebToken.as_view()
ObtainJSONWebToken.as_view()，其实就是一个视图类.as_view()

3.ObtainJSONWebToken类源码
'''
class ObtainJSONWebToken(JSONWebTokenAPIView):
	serializer_class = JSONWebTokenSerializer
'''

4.登录签发token肯定需要一个post方法出来，但是ObtainJSONWebToken类内没有父类JSONWebTokenAPIView写了post方法：
    def post(self, request, *args, **kwargs):
        # 获取数据：{'username': 'Hammer', 'password': '7410'}
        serializer = self.get_serializer(data=request.data)
		# 校验
        if serializer.is_valid():
            user = serializer.object.get('user') or request.user # 获取用户
            token = serializer.object.get('token') # 获取token
            response_data = jwt_response_payload_handler(token, user, request) 
           #  {'code': 100, 'msg': '登陆成功', 'token': 'eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJ1c2VyX2lkIjoxLCJ1c2VybmFtZSI6IkhhbW1lciIsImV4cCI6MTY0OTU4MTU0NiwiZW1haWwiOiIifQ.2oAjKQ90SV2S9Yxrwppo7BwAOv0xFW4i4AHHBX5Cg2Q', 'username': 'Hammer'}
            response = Response(response_data)
            if api_settings.JWT_AUTH_COOKIE:
               ···
            return response # 定制什么返回什么

        return Response(serializer.errors, status=status.HTTP_400_BAD_REQUEST)

5.get_serializer(data=request.data)如何获取到用户数据？
JSONWebTokenSerializer序列化类中全局钩子中获取当前登录用户和签发token
···
payload = jwt_payload_handler(user)
                return {
                    'token': jwt_encode_handler(payload),
                    'user': user
                }
···

签发总结

从obtain_jwt_token开始， 通过ObtainJSONWebToken视图类处理，其实是父类JSONWebTokenAPIView的post方法通过传入的用户名和密码处理获取当前用户，签发了token

认证源码分析

# 视图类内认证类搭配权限类使用
    authentication_classes = [JSONWebTokenAuthentication, ]
    permission_classes = [IsAuthenticated, ]

我们在前面写过，如果需要认证肯定需要重写authenticate方法，这里从列表内的认证类作为入口分析：

'''认证类源码'''
class JSONWebTokenAuthentication(BaseJSONWebTokenAuthentication):
    www_authenticate_realm = 'api'

    def get_jwt_value(self, request):
        # 获取传入的Authorization：jwt token串，然后切分
        auth = get_authorization_header(request).split()
        auth_header_prefix = api_settings.JWT_AUTH_HEADER_PREFIX.lower()
		# 获取不到的情况
        if not auth:
            if api_settings.JWT_AUTH_COOKIE:
                return request.COOKIES.get(api_settings.JWT_AUTH_COOKIE)
            return None  # 直接返回None，也不会报错，所以必须搭配权限类使用

        ···

        return auth[1]  # 一切符合判断条件，通过split切分的列表索引到token串

'''认证类父类源码'''
def authenticate(self, request):
        jwt_value = self.get_jwt_value(request) # 获取真正的token，三段式，上面分析
        if jwt_value is None: # 如果没传token，就不认证了，直接通过，所以需要配合权限类一起用
            return None

        try:
            payload = jwt_decode_handler(jwt_value)# 验证签名
        except jwt.ExpiredSignature:
            msg = _('Signature has expired.') # 过期了
            raise exceptions.AuthenticationFailed(msg)
        except jwt.DecodeError:
            msg = _('Error decoding signature.')# 被篡改了
            raise exceptions.AuthenticationFailed(msg)
        except jwt.InvalidTokenError:
            raise exceptions.AuthenticationFailed()# 不知名的错误

        user = self.authenticate_credentials(payload)

        return (user, jwt_value)

签发源码内的其他两个类

导入：from rest_framework_jwt.views import obtain_jwt_token,refresh_jwt_token,verify_jwt_token

obtain_jwt_token = ObtainJSONWebToken.as_view()  # 获取token
refresh_jwt_token = RefreshJSONWebToken.as_view()  # 更新token
verify_jwt_token = VerifyJSONWebToken.as_view()  # 认证token

refresh_jwt_token用法

# 配置文件
JWT_AUTH = {
    'JWT_ALLOW_REFRESH': True
}

# 路由
    path('refresh/', refresh_jwt_token)

verify_jwt_token用法

path('verify/', verify_jwt_token),

自定义User表，签发token

普通写法，视图类写

上面我们写道，签发token是基于Django自带的auth_user表签发，如果我们自定义User表该如何签发token，如下：

视图

# 自定义表签发token
from rest_framework.views import APIView
from rest_framework.viewsets import ViewSetMixin
from rest_framework.decorators import action
from rest_framework.response import Response
from rest_framework_jwt.settings import api_settings
from app01 import models
class UserView(ViewSetMixin,APIView):
    @action(methods=['POST'],detail=False)
    def login(self,request):
        username = request.data.get('username')
        password = request.data.get('password')
        user = models.UserInfo.objects.filter(username=username,password=password).first()
        response_dict = {'code':None,'msg':None}
        # 源码copy错来使用
        jwt_payload_handler = api_settings.JWT_PAYLOAD_HANDLER
        jwt_encode_handler = api_settings.JWT_ENCODE_HANDLER
        if user:
            '''
            签发token去源码copy过来使用
            '''
            # 载荷字典
            payload = jwt_payload_handler(user)
            print(payload)
            # {'user_id': 1, 'username': 'Hammer', 'exp': datetime.datetime(2022, 4, 10, 13, 13, 15, 363206), 'email': '123@qq.com', 'orig_iat': 1649596095}
            # 通过荷载得到token串
            token = jwt_encode_handler(payload)
            response_dict['code'] = 2000
            response_dict['msg'] = '登录成功'
            response_dict['token'] = token

        else:
            response_dict['code'] = 4001
            response_dict['msg'] = '登录失败，用户名或密码错误'
        return Response(response_dict)

模型

# user表
class UserInfo(models.Model):
    username = models.CharField(max_length=32)
    password = models.CharField(max_length=32)
    email = models.EmailField()

路由

from rest_framework.routers import SimpleRouter
router = SimpleRouter()
router.register('user',views.UserView,'user')

序列化类中写逻辑

源码中签发校验都在序列化类中完成，这种写法确实比较常用，我们来使用这种方式自定义，将上面视图的校验逻辑写到序列化类中，这个序列化类只用来做反序列化，这样我们就可以利用 反序列化 的字段校验功能来帮助我们校验(模型中的条件)，但是我们不做保存操作

视图

from .serializer import UserInfoSerializer
class UserView(ViewSetMixin,APIView):
    @action(methods=['POST'],detail=False)
    def login(self,request):
        # 如果想获取什么这里可以实例化对象写入，比如request
        serializer = UserInfoSerializer(data=request.data, context={'request': request})
        response_dict = {'code':None,'msg':None}
        # 校验，局部钩子，全局钩子都校验完才算校验通过，走自己的校验规则
        if serializer.is_valid():
            # 从序列化器对象中获取token和username
           token = serializer.context.get('token')
           username = serializer.context.get('username')

           response_dict['code']=2000
           response_dict['msg']='登录成功'
           response_dict['token'] = token
           response_dict['username'] = username
        else:
            response_dict['code'] = 4001
            response_dict['msg'] = '登录失败，用户名或密码错误'

        return Response(response_dict)

序列化器

from rest_framework.exceptions import ValidationError


class UserInfoSerializer(serializers.ModelSerializer):
    class Meta:
        model = UserInfo
        # 根据模型里的字段写
        fields = ['username', 'password']

    # 全局钩子
    def validate(self, attrs):
        # attrs是校验过的字段，这里利用
        username = attrs.get('username')
        password = attrs.get('password')
        user = UserInfo.objects.filter(username=username, password=password).first()

        from rest_framework_jwt.settings import api_settings
        jwt_payload_handler = api_settings.JWT_PAYLOAD_HANDLER
        jwt_encode_handler = api_settings.JWT_ENCODE_HANDLER

        if user:  # 登录成功

            payload = jwt_payload_handler(user)  # 得到荷载字典
            token = jwt_encode_handler(payload)  # 通过荷载得到token串
            # 将token放入context字典中
            self.context['token'] = token
            self.context['username'] = username
            # context是serializer和视图类沟通的桥梁
            print(self.context.get('request').method)
        else:  # 登录失败
            raise ValidationError('用户名或密码错误')
        return attrs

总结

需要我们注意的是，context只是我们定义的字典，比如上面写到的实例化序列化类中指定的context，那么就可以从序列化类打印出请求的方法，context是序列化类和视图类沟通的桥梁

自定义认证类

auth.py

import jwt
from django.utils.translation import ugettext as _
from rest_framework import exceptions
from rest_framework.authentication import BaseAuthentication
from rest_framework.exceptions import AuthenticationFailed
from rest_framework_jwt.settings import api_settings
from .models import UserInfo


class JWTAuthentication(BaseAuthentication):
    def authenticate(self, request):
        # 第一步、取出传入的token，从请求头中取

        # 这里注意，获取的时候格式为：HTTP_请求头的key大写
        jwt_value = request.META.get('HTTP_TOKEN')
        jwt_decode_handler = api_settings.JWT_DECODE_HANDLER
        # 验证token：验证是否过期，是否被篡改，是否有其他未知错误,从源码copy过来使用
        if jwt_value:
            try:
                payload = jwt_decode_handler(jwt_value)
            except jwt.ExpiredSignature:
                msg = _('Signature has expired.')
                raise exceptions.AuthenticationFailed(msg)
            except jwt.DecodeError:
                msg = _('Error decoding signature.')
                raise exceptions.AuthenticationFailed(msg)
            except jwt.InvalidTokenError:
                msg = _('Unknown Error.')
                raise exceptions.AuthenticationFailed(msg)

            # 第二部、通过payload获得当前登录用户，本质是用户信息通过base64编码到token串的第二段载荷中
            user = UserInfo.objects.filter(pk=payload['user_id']).first()
            # 返回user和token
            return (user, jwt_value)
        else:
            raise AuthenticationFailed('No token was detected')

视图

from rest_framework.viewsets import ModelViewSet
from .models import Book
from .serializer import BookSerializer
from .auth import JWTAuthentication
class BookView(ModelViewSet):
    queryset = Book.objects.all()
    serializer_class = BookSerializer
    authentication_classes = [JWTAuthentication,]

序列化器

class BookSerializer(serializers.ModelSerializer):
    class Meta:
        model = Book
        fields = '__all__'

路由

from rest_framework.routers import SimpleRouter
router = SimpleRouter()
router.register('book',views.BookView,'book')

正常的情况

不携带token的情况

总结

• 从请求头中获取token，格式是HTTP_KEY，key要大写
• 认证token串没有问题，返回用户信息从载荷中获取，本质是用户信息通过base64编码到token串的第二段载荷中，可以通过base64解码获取到用户信息

补充：HttpRequest.META

HTTP请求的数据在META中

HttpRequest.META

 　　一个标准的Python 字典，包含所有的HTTP 首部。具体的头部信息取决于客户端和服务器，下面是一些示例：
　　取值：

    CONTENT_LENGTH —— 请求的正文的长度（是一个字符串）。
    CONTENT_TYPE —— 请求的正文的MIME 类型。
    HTTP_ACCEPT —— 响应可接收的Content-Type。
    HTTP_ACCEPT_ENCODING —— 响应可接收的编码。
    HTTP_ACCEPT_LANGUAGE —— 响应可接收的语言。
    HTTP_HOST —— 客服端发送的HTTP Host 头部。
    HTTP_REFERER —— Referring 页面。
    HTTP_USER_AGENT —— 客户端的user-agent 字符串。
    QUERY_STRING —— 单个字符串形式的查询字符串（未解析过的形式）。
    REMOTE_ADDR —— 客户端的IP 地址。
    REMOTE_HOST —— 客户端的主机名。
    REMOTE_USER —— 服务器认证后的用户。
    REQUEST_METHOD —— 一个字符串，例如"GET" 或"POST"。
    SERVER_NAME —— 服务器的主机名。
    SERVER_PORT —— 服务器的端口（是一个字符串）。
 　　从上面可以看到，除 CONTENT_LENGTH 和 CONTENT_TYPE 之外，请求中的任何 HTTP 首部转换为 META 的键时，
    都会将所有字母大写并将连接符替换为下划线最后加上 HTTP_  前缀。
    所以，一个叫做 X-Bender 的头部将转换成 META 中的 HTTP_X_BENDER 键。

*** 有错请指正，感谢~