Python学习（四十）—— Djago之认证系统

一、COOKIE 与 SESSION

概念

cookie不属于http协议范围，由于http协议无法保持状态，但实际情况，我们却又需要“保持状态”，因此cookie就是在这样一个场景下诞生。

cookie的工作原理是：由服务器产生内容，浏览器收到请求后保存在本地；当浏览器再次访问时，浏览器会自动带上cookie，这样服务器就能通过cookie的内容来判断这个是“谁”了。

cookie虽然在一定程度上解决了“保持状态”的需求，但是由于cookie本身最大支持4096字节，以及cookie本身保存在客户端，可能被拦截或窃取，因此就需要有一种新的东西，它能支持更多的字节，并且他保存在服务器，有较高的安全性。这就是session。

问题来了，基于http协议的无状态特征，服务器根本就不知道访问者是“谁”。那么上述的cookie就起到桥接的作用。

我们可以给每个客户端的cookie分配一个唯一的id，这样用户在访问时，通过cookie，服务器就知道来的人是“谁”。然后我们再根据不同的cookie的id，在服务器上保存一段时间的私密资料，如“账号密码”等等。

总结而言：cookie弥补了http无状态的不足，让服务器知道来的人是“谁”；但是cookie以文本的形式保存在本地，自身安全性较差；所以我们就通过cookie识别不同的用户，对应的在session里保存私密的信息以及超过4096字节的文本。

另外，上述所说的cookie和session其实是共通性的东西，不限于语言和框架

登陆应用

前几节的介绍中我们已经有能力制作一个登陆页面，在验证了用户名和密码的正确性后跳转到后台的页面。但是测试后也发现，如果绕过登陆页面。直接输入后台的url地址也可以直接访问的。这个显然是不合理的。其实我们缺失的就是cookie和session配合的验证。有了这个验证过程，我们就可以实现和其他网站一样必须登录才能进入后台页面了。

先说一下这种认证的机制。每当我们使用一款浏览器访问一个登陆页面的时候，一旦我们通过了认证。服务器端就会发送一组随机唯一的字符串（假设是123abc）到浏览器端，这个被存储在浏览端的东西就叫cookie。而服务器端也会自己存储一下用户当前的状态，比如login=true，username=hahaha之类的用户信息。但是这种存储是以字典形式存储的，字典的唯一key就是刚才发给用户的唯一的cookie值。那么如果在服务器端查看session信息的话，理论上就会看到如下样子的字典

{'123abc':{'login':true,'username:hahaha'}}

因为每个cookie都是唯一的，所以我们在电脑上换个浏览器再登陆同一个网站也需要再次验证。那么为什么说我们只是理论上看到这样子的字典呢？因为处于安全性的考虑，其实对于上面那个大字典不光key值123abc是被加密的，value值{'login':true,'username:hahaha'}在服务器端也是一样被加密的。所以我们服务器上就算打开session信息看到的也是类似与以下样子的东西

{'123abc':dasdasdasd1231231da1231231}

知道了原理，下面就来用代码实现。

Django实现的COOKIE

1、获取Cookie

request.COOKIES['key']
request.get_signed_cookie(key, default=RAISE_ERROR, salt='', max_age=None)
    #参数：
        default: 默认值
           salt: 加密盐
        max_age: 后台控制过期时间

2、设置Cookie

rep = HttpResponse(...) 或 rep ＝ render(request, ...) 或 rep ＝ redirect()

rep.set_cookie(key,value,...)
rep.set_signed_cookie(key,value,salt='加密盐',...)　

 参数：

'''

def set_cookie(self, key,                 键
　　　　　　　　　　　　 value='',            值
　　　　　　　　　　　　 max_age=None,        超长时间
　　　　　　　　　　　　 expires=None,        超长时间
　　　　　　　　　　　　 path='/',           Cookie生效的路径，
                                         浏览器只会把cookie回传给带有该路径的页面，这样可以避免将
                                         cookie传给站点中的其他的应用。
                                         / 表示根路径，特殊的：根路径的cookie可以被任何url的页面访问
　　　　　　　　　　　　
                     domain=None,         Cookie生效的域名

                                          你可用这个参数来构造一个跨站cookie。
                                          如， domain=".example.com"
                                          所构造的cookie对下面这些站点都是可读的：
                                          www.example.com 、 www2.example.com
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　和an.other.sub.domain.example.com 。
                                          如果该参数设置为 None ，cookie只能由设置它的站点读取。

　　　　　　　　　　　　 secure=False,        如果设置为 True ，浏览器将通过HTTPS来回传cookie。
　　　　　　　　　　　　 httponly=False       只能http协议传输，无法被JavaScript获取
                                         （不是绝对，底层抓包可以获取到也可以被覆盖）
　　　　　　　　　　): pass

'''

由于cookie保存在客户端的电脑上，所以，JavaScript和jquery也可以操作cookie。

<script src='/static/js/jquery.cookie.js'>

</script> $.cookie("key", value,{ path: '/' });

3 删除cookie

response.delete_cookie("cookie_key",path="/",domain=name)

cookie存储到客户端
       优点：
           数据存在在客户端，减轻服务器端的压力，提高网站的性能。
       缺点：
           安全性不高：在客户端机很容易被查看或破解用户会话信息

Django实现的SESSION

1、 基本操作

1、设置Sessions值
          request.session['session_name'] ="admin"
2、获取Sessions值
          session_name = request.session["session_name"]
3、删除Sessions值
          del request.session["session_name"]
4、检测是否操作session值
          if "session_name" is request.session :

5、get(key, default=None)

fav_color = request.session.get('fav_color', 'red')

6、pop(key)

fav_color = request.session.pop('fav_color')

7、keys()

8、items()

9、setdefault()

10、flush() 删除当前的会话数据并删除会话的Cookie。
            这用于确保前面的会话数据不可以再次被用户的浏览器访问
            例如，django.contrib.auth.logout() 函数中就会调用它。

11 用户session的随机字符串
        request.session.session_key

        # 将所有Session失效日期小于当前日期的数据删除
        request.session.clear_expired()

        # 检查 用户session的随机字符串 在数据库中是否
        request.session.exists("session_key")

        # 删除当前用户的所有Session数据
        request.session.delete("session_key")

        request.session.set_expiry(value)
            * 如果value是个整数，session会在些秒数后失效。
            * 如果value是个datatime或timedelta，session就会在这个时间后失效。
            * 如果value是0,用户关闭浏览器session就会失效。
            * 如果value是None,session会依赖全局session失效策略。

 2.session存储的相关配置

（1）数据库配置（默认）：

Django默认支持Session，并且默认是将Session数据存储在数据库中，即：django_session 表中。

a. 配置 settings.py

    SESSION_ENGINE = 'django.contrib.sessions.backends.db'   # 引擎（默认）

    SESSION_COOKIE_NAME ＝ "sessionid"                       # Session的cookie保存在浏览器上时的key，即：sessionid＝随机字符串（默认）
    SESSION_COOKIE_PATH ＝ "/"                               # Session的cookie保存的路径（默认）
    SESSION_COOKIE_DOMAIN = None                             # Session的cookie保存的域名（默认）
    SESSION_COOKIE_SECURE = False                            # 是否Https传输cookie（默认）
    SESSION_COOKIE_HTTPONLY = True                           # 是否Session的cookie只支持http传输（默认）
    SESSION_COOKIE_AGE = 1209600                             # Session的cookie失效日期（2周）（默认）
    SESSION_EXPIRE_AT_BROWSER_CLOSE = False                  # 是否关闭浏览器使得Session过期（默认）
    SESSION_SAVE_EVERY_REQUEST = False                       # 是否每次请求都保存Session，默认修改之后才保存（默认）

（2）缓存配置　

a. 配置 settings.py

    SESSION_ENGINE = 'django.contrib.sessions.backends.cache'  # 引擎
    SESSION_CACHE_ALIAS = 'default'                            # 使用的缓存别名（默认内存缓存，也可以是memcache），此处别名依赖缓存的设置

    SESSION_COOKIE_NAME ＝ "sessionid"                        # Session的cookie保存在浏览器上时的key，即：sessionid＝随机字符串
    SESSION_COOKIE_PATH ＝ "/"                                # Session的cookie保存的路径
    SESSION_COOKIE_DOMAIN = None                              # Session的cookie保存的域名
    SESSION_COOKIE_SECURE = False                             # 是否Https传输cookie
    SESSION_COOKIE_HTTPONLY = True                            # 是否Session的cookie只支持http传输
    SESSION_COOKIE_AGE = 1209600                              # Session的cookie失效日期（2周）
    SESSION_EXPIRE_AT_BROWSER_CLOSE = False                   # 是否关闭浏览器使得Session过期
    SESSION_SAVE_EVERY_REQUEST = False                        # 是否每次请求都保存Session，默认修改之后才保存

（3）文件配置

a. 配置 settings.py

    SESSION_ENGINE = 'django.contrib.sessions.backends.file'    # 引擎
    SESSION_FILE_PATH = None                                    # 缓存文件路径，如果为None，则使用tempfile模块获取一个临时地址tempfile.gettempdir()
    SESSION_COOKIE_NAME ＝ "sessionid"                          # Session的cookie保存在浏览器上时的key，即：sessionid＝随机字符串
    SESSION_COOKIE_PATH ＝ "/"                                  # Session的cookie保存的路径
    SESSION_COOKIE_DOMAIN = None                                # Session的cookie保存的域名
    SESSION_COOKIE_SECURE = False                               # 是否Https传输cookie
    SESSION_COOKIE_HTTPONLY = True                              # 是否Session的cookie只支持http传输
    SESSION_COOKIE_AGE = 1209600                                # Session的cookie失效日期（2周）
    SESSION_EXPIRE_AT_BROWSER_CLOSE = False                     # 是否关闭浏览器使得Session过期
    SESSION_SAVE_EVERY_REQUEST = False                          # 是否每次请求都保存Session，默认修改之后才保存

二、用户认证

auth模块

from django.contrib import auth

django.contrib.auth中提供了许多方法，这里主要介绍其中的三个：

1 、authenticate()   

提供了用户认证，即验证用户名以及密码是否正确,一般需要username  password两个关键字参数

如果认证信息有效，会返回一个  User  对象。authenticate()会在User 对象上设置一个属性标识那种认证后端认证了该用户，且该信息在后面的登录过程中是需要的。当我们试图登陆一个从数据库中直接取出来不经过authenticate()的User对象会报错的！！

user = authenticate(username='someone',password='somepassword')

2 、login(HttpRequest, user)

该函数接受一个HttpRequest对象，以及一个认证了的User对象

此函数使用django的session框架给某个已认证的用户附加上session id等信息。

from django.contrib.auth import authenticate, login

def my_view(request):
  username = request.POST['username']
  password = request.POST['password']
  user = authenticate(username=username, password=password)
  if user is not None:
    login(request, user)
    # Redirect to a success page.
    ...
  else:
    # Return an 'invalid login' error message.
    ...

3 、logout(request) 注销用户　

from django.contrib.auth import logout

def logout_view(request):
  logout(request)
  # Redirect to a success page.

该函数接受一个HttpRequest对象，无返回值。当调用该函数时，当前请求的session信息会全部清除。该用户即使没有登录，使用该函数也不会报错。

4 、user对象的 is_authenticated()

要求：

1  用户登陆后才能访问某些页面，

2  如果用户没有登录就访问该页面的话直接跳到登录页面

3  用户在跳转的登陆界面中完成登陆后，自动访问跳转到之前访问的地址

方法1:

def my_view(request):
  if not request.user.is_authenticated():
    return redirect('%s?next=%s' % (settings.LOGIN_URL, request.path))

方法2:

django已经为我们设计好了一个用于此种情况的装饰器：login_requierd()

from django.contrib.auth.decorators import login_required

@login_required
def my_view(request):
  ...

若用户没有登录，则会跳转到django默认的 登录URL '/accounts/login/ ' (这个值可以在settings文件中通过LOGIN_URL进行修改)。并传递  当前访问url的绝对路径 (登陆成功后，会重定向到该路径)。

User对象

User 对象属性：username， password（必填项）password用哈希算法保存到数据库

is_staff ： 用户是否拥有网站的管理权限.

is_active ： 是否允许用户登录, 设置为``False``，可以不用删除用户来禁止 用户登录

2.1 、is_authenticated()

如果是真正的 User 对象，返回值恒为 True 。 用于检查用户是否已经通过了认证。
通过认证并不意味着用户拥有任何权限，甚至也不检查该用户是否处于激活状态，这只是表明用户成功的通过了认证。 这个方法很重要, 在后台用request.user.is_authenticated()判断用户是否已经登录，如果true则可以向前台展示request.user.name

2.2 、创建用户

使用 create_user 辅助函数创建用户:

from django.contrib.auth.models import User
user = User.objects.create_user（username='',password='',email=''）

2.3 、check_password(passwd)

用户需要修改密码的时候 首先要让他输入原来的密码 ，如果给定的字符串通过了密码检查，返回 True

2.4 、修改密码

使用 set_password() 来修改密码

user = User.objects.get(username='')
user.set_password(password='')
user.save　

2.5 、简单示例

注册：

def sign_up(request):

    state = None
    if request.method == 'POST':

        password = request.POST.get('password', '')
        repeat_password = request.POST.get('repeat_password', '')
        email=request.POST.get('email', '')
        username = request.POST.get('username', '')
        if User.objects.filter(username=username):
                state = 'user_exist'
        else:
                new_user = User.objects.create_user(username=username, password=password,email=email)
                new_user.save()

                return redirect('/book/')
    content = {
        'state': state,
        'user': None,
    }
    return render(request, 'sign_up.html', content)　　

修改密码：

@login_required
def set_password(request):
    user = request.user
    state = None
    if request.method == 'POST':
        old_password = request.POST.get('old_password', '')
        new_password = request.POST.get('new_password', '')
        repeat_password = request.POST.get('repeat_password', '')
        if user.check_password(old_password):
            if not new_password:
                state = 'empty'
            elif new_password != repeat_password:
                state = 'repeat_error'
            else:
                user.set_password(new_password)
                user.save()
                return redirect("/log_in/")
        else:
            state = 'password_error'
    content = {
        'user': user,
        'state': state,
    }
    return render(request, 'set_password.html', content)