flask token认证

在前后端分离的项目中，我们现在多半会使用token认证机制实现登录权限验证。

token通常会给一个过期时间，这样即使token泄露了，危害期也只是在有效时间内，超过这个有效时间，token过期了，就需要重新生成一个新的token。

如何生成token呢？

1、创建用户数据库，本文会使用flask-SQLAlchemy（ORM）去管理数据库：

　　首先创建一个用户模型：包括了用户昵称，账号（邮箱或者电话号码等），密码及拥有的权限

 class User(Base):
     id = Column(Integer, primary_key=True)
     nickname = Column(String(30), nullable=False)
     account = Column(String(30), nullable=False)
     _password = Column("password", String(100), nullable=False)
     auth = Column(SmallInteger, default=1)

     @property
     def password(self):
         return self._password

     @password.setter
     def password(self, row):
         self._password = generate_password_hash(row)

     @staticmethod
     def register_by_email(nickname, account, password):
         with db.auto_commit():
             user = User()
             user.nickname = nickname
             user.account = account
             user.password = password
             db.session.add(user)

     @staticmethod
     def checkUser(email, password):
         # 验证用户名是否存在
         user = User.query.filter_by(account=email).first_or_404()
         res = user.checkPassword(password)
         if not res:
             raise AuthFailed()
         scope = "adminScope" if user.auth=="" else "scope"
         return {"uid":user.id, "scope":scope}

     def checkPassword(self, raw):
         if not self._password:
             return False
         # check_password_hash将raw加密后和_password比较
         p = generate_password_hash(raw)
         print(p==self._password)
         return check_password_hash(self._password, raw)

     def delete(self):
         self.status = ""

　　由于安全原因，数据库的密码是一定不能明文保存的，所以此处将用户名进行了加密

　　本文使用的werkzeug.security下面的generate_password_hash()对密码进行的加密，我们定义了password.setter方法，当在设置密码时，会调用generate_password_hash(password)加密密码，并将其赋值给_password

　　当验证密码时，会调用werkzeug.security下面的check_password_hash(hashpwd, raw) 对用户传递过来的密码和加密后的密码进行比对，如果正确返回True

2、注册

　　当前端传递过来用户名，密码时进行注册时，我们需要对用户名和密码进行如下基本验证

　　　　1）非空性及长度等基本校验

　　　　2）用户名是否已经存在

　　邮箱注册form：

class EmailRegisterForm(RegisterForm):
    nickname = StringField(validators=[DataRequired(), length(3,30)])
    account = StringField(validators=[DataRequired(message="account can not be blank"), length(
        min=3, max=32, message="account length wrong"), Email(message="format wrong")])
    password = StringField(validators=[DataRequired()])

    def validate_account(self, value):
        user = User.query.filter_by(account=value.data).first()
        if user:
            raise ParamsError(msg = "用户已存在")

当验证成功后，会调用我们在User模型下面定义的register_by_email() 方法进行注册。

@api.router("/register", methods=["POST"])
def register():
    data = request.json
    form = RegisterForm(data=data).validate_for_api()
    promise = {
        ClientType.REGISTER_EMAIL:_register_by_email,
        ClientType.REGISTER_MOBILE:_register_by_mobile()
    }
    promise[form.type.data]()
    return Success()

def _register_by_email():
    form = EmailRegisterForm(data=request.json).validate_for_api()
    nickname = form.nickname.data
    account = form.account.data
    password = form.password.data
    User.register_by_email(nickname, account,password)

现在我们使用postman发送一条注册请求

如果用户已经存在，会返回400

3、登录，生成token

　　生成token的方式有很多种，如产生一个固定长度的随机字符串，和用户名密码及过期时间一起存储在数据库中，这样token就是一个普通的字符串，可以方便的和其他字符串验证比较并可以检查是否过期

　　比较复杂一点的做法就是，不要将token存储在数据库，而是使用数字签名作为token，这样做的好处是经过用户数字签名的token是可以防止篡改的。

　　flask使用与数字签名类似的方法去实现加密的token，我们可以直接使用itsdangerous库去实现。

　　生成token，需要用到itsdangerous下面的TimedJSONWebSignatureSerializer

　　首先我们实例化一个Serializer，并将我们的秘钥SECRET_KEY和过期时间作为参数，返回一个TimedJSONWebSignatureSerializer类型对象

　　然后调用TimedJSONWebSignatureSerializer对象的dumps方法，将我们想要写入到token中的信息以字典形式传递进去即可。

from itsdangerous import TimedJSONWebSignatureSerializer as Serializer

def generate_auth_token(uid, type, scope, expiration=7200):
    serializer = Serializer(current_app.config["SECRET_KEY"], expires_in=expiration)
    token = serializer.dumps({"uid":uid, "type":type.value, "scope":scope})
    return token

　　当前端传递用户名，密码到服务端时，服务端校验用户存在并且密码正确时候，就会调用generate_auth_token函数，生成token

　　值得注意的一点是，这里生成的token是二进制的，所以我们在返回给前端时，需要将二进制解码token.decode("ascii")

　　后面用户在访问需要登录才能访问的的接口时，就不需要再登录，只需要将token传递过来即可。

　　1）验证用户名是否存在，此方法作为静态方法放在User模型下

    @staticmethod
    def checkUser(email, password):
        user = User.query.filter_by(account=email).first_or_404()
        res = user.checkPassword(password)
        if not res:
            raise AuthFailed()
        scope = "adminScope" if user.auth=="" else "scope"
        return {"uid":user.id, "scope":scope}

　　2）校验密码是否匹配　　

    def checkPassword(self, raw):
        if not self._password:
            return False
        # check_password_hash将raw加密后和_password比较
        return check_password_hash(self._password, raw)

　　3）校验通过后，调用generate_auth_token方法生成token

@api.router("/", methods=["POST"])
def get_token():
    data = request.json
    form = EmailLoginForm(data=data).validate_for_api()
    type = form.type.data
    promise = {
        ClientType.REGISTER_EMAIL:User.checkUser
    }
    identify = promise[ClientType(type)](form.account.data, form.password.data)
    expiration = current_app.config["EXPIRATION"]
    token = generate_auth_token(identify["uid"], type,identify["scope"], expiration)
    r = {
        "token":token.decode("ascii")
    }
    return jsonify(r)

4、token认证

　　如用户想要获取用户信息，这个是要登录后才能访问的接口，我们可以使用一个装饰器 @auth.login_required 保护，即表示只有正常登录的用户才可以访问

　　这个装饰器用到了flask_httpauth库下面的HTTPBasicAuth

　　auth = HTTPBasicAuth

　　HTTP Basic Authentication 协议没有具体要求必须使用用户名密码进行验证，HTTP头可以使用两个字段去传输认证信息，对于token，我们只需要将token作为用户名传递过去即可，密码字段可以不填

　　@auth.verify_password将作为@auth.login_required的中校验密码的回调函数被调用。

　　我们前面生成token的时候，用到了我们自定义了SECRET_KEY加密，同样解密也需要使用我们的秘钥SECRET_KEY，加密调用的是serializer.dumps()，解密对应的需要使用serializer.loads()

　　调用serializer.loads(token)时，如果捕捉到下面两个错误：

　　　　BadSignature：签名错误，签名可能被篡改

　　　　SignatureExpired：签名已过期

　　表示验证token失败，直接抛出自定义异常，如果没有捕捉到错误，表示，验证通过。可以从中取得前面加密的用户信息，并将信息保存在g变量中，留做他用。

　　这里的g变量和request一样，都是代理模式的实现，而且是线程隔离的，所以也不用担心多个请求线程导致数据错乱。

@auth.verify_password
def check_authorization(token, pwd):
    user_info = check_auth_token(token)
    if not user_info:
        return False
    else:
        g.user = user_info
        return True

def check_auth_token(token):
    serialzer = Serializer(current_app.config["SECRET_KEY"])
    try:
        s = serialzer.loads(token)
    except BadSignature:
        raise AuthFailed(msg="token is invalid", error_code=1004)
    except SignatureExpired:
        raise AuthFailed(msg="token is expired", error_code=1004)
    uid = s["uid"]
    type = s["type"]
    scope = s["scope"]
    return user(uid, type, scope)

【补充】

　　某些要求比较严谨的验证，还可以将设备mac地址等信息加入都token中

　　获取设备ip mac等信息的方法：

　　　　import socket

　　　　host_name = socket.gethostname()

　　　　ip = socket.gethostbyname(host_name)

　　　　import uuid

　　　　mac = uuid.UUID(int=uuid.getnode()).hex[-12:].upper()