FastAPI 学习之路（二十九）使用（哈希）密码和 JWT Bearer 令牌的 OAuth2

既然我们已经有了所有的安全流程，就让我们来使用 JWT 令牌和安全哈希密码让应用程序真正地安全。

关于 JWT

       它是一个将 JSON 对象编码为密集且没有空格的长字符串的标准。字符串看起来像这样：

 eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ.SflKxwRJSMeKKF2QT4fwpMeJf36POk6yJV_adQssw5c

它没有被加密，因此任何人都可以从字符串内容中还原数据。

但它经过了签名。因此，当你收到一个由你发出的令牌时，可以校验令牌是否真的由你发出。

通过这种方式，你可以创建一个有效期为 1 周的令牌。然后当用户第二天使用令牌重新访问时，你知道该用户仍然处于登入状态。

一周后令牌将会过期，用户将不会通过认证，必须再次登录才能获得一个新令牌。而且如果用户（或第三方）试图修改令牌以篡改过期时间，你将因为签名不匹配而能够发觉。

我们看下如何实现？

一、安装python-json产生和校验JWT。

pip install python-jose

 二、使用PassLib处理哈希密码

pip install passlib     

还需要安装

bcrypt pip install bcrypt

三、我们看下如何使用，以及思路 

创建一个工具函数以哈希来自用户的密码。

然后创建另一个工具函数，用于校验接收的密码是否与存储的哈希值匹配。

再创建另一个工具函数用于认证并返回用户。

创建用于设定 JWT 令牌签名算法的变量 「ALGORITHM」，并将其设置为 "HS256"。

创建一个设置令牌过期时间的变量。

定义一个将在令牌端点中用于响应的 Pydantic 模型。

创建一个生成新的访问令牌的工具函数。

get_current_user使用的是 JWT 令牌解码，接收到的令牌，对其进行校验，然后返回当前用户。

如果令牌无效，立即返回一个 HTTP 错误。

使用令牌的过期时间创建一个 timedelta 对象。

创建一个真实的 JWT 访问令牌并返回它。

我们最后看下实现代码

from fastapi import FastAPI, Depends, status, HTTPException
from fastapi.security import OAuth2PasswordBearer, OAuth2PasswordRequestForm
 
from pydantic import BaseModel
from typing import Optional
from jose import JWTError, jwt
from datetime import datetime, timedelta
from passlib.context import CryptContext
 
SECRET_KEY = "09d25e094faa6ca2556c818166b7a9563b93f7099f6f0f4caa6cf63b88e8d3e7"
ALGORITHM = "HS256"
ACCESS_TOKEN_EXPIRE_MINUTES = 30
 
oauth2_scheme =  OAuth2PasswordBearer(tokenUrl="token")
 
fake_db_users ={
    "mrli": {
        "username": "mrli",
        "full_name": "mrli_hanjing",
        "email": "mrli@qq.com",
        "hashed_password": "$2b$12$EixZaYVK1fsbw1ZfbX3OXePaWxn96p36WQoeG6Lruj3vjPGga31lW",
        "disabled": False
    }
}
 
app = FastAPI()
 
def fake_hash_password(password: str):
    """模拟将密码加密"""
    return password
 
 
class Token(BaseModel):
    access_token: str
    token_type: str
 
 
class TokenData(BaseModel):
    username: Optional[str] = None
 
 
class User(BaseModel):
    username: str
    email: Optional[str] = None
    full_name: Optional[str] = None
    disabled: Optional[bool] = None
 
 
class UserInDB(User):
    hashed_password: str
 
pwd_context = CryptContext(schemes=["bcrypt"], deprecated="auto")
 
def verify_password(plain_password, hashed_password):
    return pwd_context.verify(plain_password, hashed_password)
 
def get_password_hash(password):
    return pwd_context.hash(password)
 
def authenticate_user(db_user, username: str, password: str):
    user = get_user(db_user, username)
    if not user:
        return False
    if not verify_password(password, user.hashed_password):
        return False
    return user
 
def create_access_token(data: dict, expires_delta: Optional[timedelta] = None):
    to_encode = data.copy()
    if expires_delta:
        expire = datetime.utcnow() + expires_delta
    else:
        expire = datetime.utcnow() + timedelta(minutes=15)
    to_encode.update({"exp": expire})
    encoded_jwt = jwt.encode(to_encode, SECRET_KEY, algorithm=ALGORITHM)
    return encoded_jwt
 
def get_user(db_users, username: str):
    if username in db_users:
        user_dict = db_users[username]
        return UserInDB(**user_dict)
 
def fake_decode_token(token):
    """我们模拟返回的token值就是username，所以下面可以直接传token"""
    user = get_user(fake_db_users, token)
    return user
 
def get_current_user(token: str = Depends(oauth2_scheme)):
    credentials_exception = HTTPException(
        status_code=status.HTTP_401_UNAUTHORIZED,
        detail="Authentication Failed",
        headers={"WWW-Authenticate": "Bearer"}
    )
    try:
        payload = jwt.decode(token, SECRET_KEY, algorithms=[ALGORITHM])
        username: str = payload.get("sub")
        if username is None:
            raise credentials_exception
        token_data = TokenData(username=username)
    except JWTError:
        raise credentials_exception
    user = get_user(fake_db_users, username=token_data.username)
    if not user:
        raise credentials_exception
    return user
 
def get_current_active_user(current_user: User = Depends(get_current_user)):
    if current_user.disabled:
        raise HTTPException(status_code=400, detail="Inactive user")
    return current_user
 
 
@app.post("/token", response_model=Token)
def login_for_access_token(form_data: OAuth2PasswordRequestForm = Depends()):
    user = authenticate_user(fake_db_users, form_data.username, form_data.password)
    if not user:
        raise HTTPException(
            status_code=status.HTTP_401_UNAUTHORIZED,
            detail="Incorrect username or password",
            headers={"WWW-Authenticate": "Bearer"}
        )
    access_token_expires = timedelta(minutes=ACCESS_TOKEN_EXPIRE_MINUTES)
    access_token = create_access_token(
        data={"sub": user.username}, expires_delta=access_token_expires
    )
    return {
        "access_token": access_token,
        "token_type": "bearer"
    }
 
@app.get("/users/me")
def read_users_me(current_user: User = Depends(get_current_active_user)):
    return current_user
 
 
if __name__ == '__main__':
    import uvicorn
    uvicorn.run("main:app", reload=True, debug=True)

我们在Swagger UI上看下效果

当我们实现了Oauth2权限校验后就会出现如上图的Authorize 锁的标志，默认密码是secret，当我们输入用户名密码正确后，会返回用户信息，说明校验成功

我们看下接口/user/me的请求 

 之所以能够正常返回信息是因为我们在请求该接口之前登录了，我们看下该接口的请求头信息，其携带了认证后的token，所以才能正常返回数据：

 如果我们先不登录呢，也就是说不登录就不会有认证头的token信息，那么会怎么样呢？

 校验失败了

 这样就完成了：使用（哈希）密码和 JWT Bearer 令牌的 OAuth2。注意：接口返回的用户不应该返回密码，这个需要在实际中需要屏蔽