Django 會話管理與安全性：深入解析 Cookie 與快取機制

在 Django 開發中，有效且安全的會話管理至關重要。本文將深入探討 Django 的會話機制，特別是 Cookie 和快取的運用，並分析不同序列化方法的安全性，同時提供實務上的安全建議。我們將探討 PickleSerializer 和 JSONSerializer 的特性與潛在風險，例如遠端程式碼執行漏洞，並說明如何正確設定 SECRET_KEY 和 SESSION_ENGINE 來強化安全性。此外，文章也將涵蓋會話劫持和重播攻擊等常見威脅，並提供相應的防禦策略，例如使用 HMAC 函式加密會話 ID，設定合理的過期時間，以及使用 HTTPS 加密傳輸。最後，我們會簡要介紹 Django 的使用者驗證流程，包括註冊、登入和登出，以及如何安全地存取使用者個人資料，以建構更安全的 Web 應用程式。

Max-Age 指令

Max-Age 指令用於設定 Cookie 的過期時間。當 Cookie 過期後，瀏覽器將不再將其發送回給網站。這個指令的設定需要在安全性和功能性之間取得平衡。過長的 Cookie 時間可能會使攻擊者更容易利用未經過驗證的瀏覽器進行攻擊，而過短的 Cookie 時間則可能會導致合法使用者需要頻繁登入。

瀏覽器長度會話

如果 Cookie 沒有設定 Max-Age 指令，瀏覽器將保持 Cookie 活動直到使用者關閉瀏覽器標籤頁。這種會話被稱為瀏覽器長度會話。雖然這種會話看似更安全，因為它不會被攻擊者輕易劫持，但它也增加了風險，因為使用者可能忘記關閉瀏覽器標籤頁，從而使會話保持活躍狀態。

在設定 Cookie 時，應該考慮使用安全的指令，例如 secure 和 max_age，以限制風險。以下是 Django 中設定 Cookie 的範例：

from django.http import HttpResponse

response = HttpResponse()
response.set_cookie(
    'cookie-name',
    'cookie-value',
    secure=True,  # 只有在 HTTPS 下傳送 Cookie
    max_age=42,  # Cookie 過期時間為 42 秒
)

Session 狀態持久化

Django 提供了一個 API 來存取和持久化會話狀態。這個 API 可以透過 request.session 物件來存取，該物件的行為類似於 Python 的字典。會話狀態可以透過這個 API 來建立、讀取、更新和刪除。

# 設定會話狀態
request.session['name'] = 'Alice'

# 讀取會話狀態
name = request.session.get('name', 'Bob')

Django 會話狀態管理

Django 的會話狀態管理是一個強大的功能，允許開發者儲存和管理使用者的會話資料。會話狀態是指使用者在存取網站時的相關資料，例如使用者名稱稱、登入狀態等。

會話狀態的建立、讀取、更新和刪除

Django 提供了一個簡單的方式來建立、讀取、更新和刪除會話狀態。以下是一個例子：

# 建立會話狀態
request.session['name'] = 'Charlie'

# 讀取會話狀態
name = request.session['name']

# 更新會話狀態
request.session['name'] = 'Bob'

# 刪除會話狀態
del request.session['name']

Django 會自動管理會話狀態的持久化。當使用者傳送請求時，Django 會從組態的資料來源中載入和反序列化會話狀態。如果會話狀態在請求生命週期中被修改，Django 會在回應被傳送時序列化和持久化修改。

會話序列化器

Django 將會話狀態的序列化和反序列化委託給一個可組態的元件，稱為會話序列化器。會話序列化器負責將會話狀態轉換為和從特定的格式，例如 JSON 或 Pickle。

Django 支援兩種會話序列化器：JSONSerializer 和 PickleSerializer。JSONSerializer 是預設的會話序列化器，它將會話狀態轉換為和從 JSON 格式。PickleSerializer 是另一個選擇，它將會話狀態轉換為和從 Pickle 格式。

JSONSerializer

JSONSerializer 是一個簡單的會話序列化器，它將會話狀態轉換為和從 JSON 格式。以下是一個例子：

>>> json_serializer = JSONSerializer()
>>> serialized = json_serializer.dumps({'name': 'Bob'})
>>> serialized
b'{"name":"Bob"}'
>>> json_serializer.loads(serialized)
{'name': 'Bob'}

PickleSerializer

PickleSerializer 是另一個會話序列化器，它將會話狀態轉換為和從 Pickle 格式。以下是一個例子：

>>> class Profile:
...     def __init__(self, name):
...         self.name = name
>>> profile = Profile('Charlie')
>>> pickle_serializer = PickleSerializer()
>>> serialized = pickle_serializer.dumps(profile)
>>> pickle_serializer.loads(serialized)
<__main__.Profile object at 0x7f8a5c16c9d0>

在這個例子中，我們定義了一個 Profile 類別，並建立了一個 Profile 物件。然後，我們使用 PickleSerializer 將 Profile 物件序列化和反序列化。

Django 的會話管理機制

Django 的會話管理機制是一個強大的工具，允許開發者儲存和管理使用者的會話資料。會話資料可以是任何東西，從使用者的登入資訊到購物車內容等。

PickleSerializer 和 JSONSerializer

Django 提供了兩種序列化器：PickleSerializer 和 JSONSerializer。PickleSerializer 可以序列化任意的 Python 物件，但是它不安全，可能會執行任意的程式碼。JSONSerializer 則是安全的，但是它只能序列化 JSON 格式的資料。

會話引擎

Django 提供了五種會話引擎：簡單的快取基礎會話、寫入快取基礎會話、資料函式庫基礎會話、檔案基礎會話和簽署的 Cookie 會話。每種會話引擎都有其自己的優點和缺點。

簡單的快取基礎會話

簡單的快取基礎會話允許您將會話資料儲存在快取服務中，例如 Memcached 或 Redis。快取服務儲存資料在記憶體中，而不是在磁碟中，這意味著您可以非常快速地儲存和載入資料。然而，快取服務也可能會丟失資料，例如當快取服務重新啟動時。

Memcached 和 PyLibMCCache

Memcached 和 PyLibMCCache 是兩種最快和最常用的快取後端。您可以在 Django 的設定檔中組態快取服務的整合。

設定 Memcached

您可以在 Django 的設定檔中設定 Memcached 的整合。以下是兩種設定 Memcached 的方式：

CACHES = {
    'default': {
        'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.MemcachedCache',
        'LOCATION': '127.0.0.1:11211',
    }
}

CACHES = {
    'default': {
        'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.PyLibMCCache',
        'LOCATION': '/var/run/memcached/memcached.sock',
    }
}

內容解密：

以上內容介紹了 Django 的會話管理機制和簡單的快取基礎會話。會話管理機制是一個強大的工具，允許開發者儲存和管理使用者的會話資料。簡單的快取基礎會話是儲存會話資料的一種快速和有效的方式，尤其是當您使用 Memcached 或 Redis 等快取服務時。

圖表翻譯：

  flowchart TD
    A[會話管理機制] --> B[簡單的快取基礎會話]
    B --> C[Memcached 或 Redis]
    C --> D[儲存會話資料]
    D --> E[快速和有效]

以上圖表展示了 Django 的會話管理機制和簡單的快取基礎會話的關係。會話管理機制是一個強大的工具，允許開發者儲存和管理使用者的會話資料。簡單的快取基礎會話是儲存會話資料的一種快速和有效的方式，尤其是當您使用 Memcached 或 Redis 等快取服務時。

使用 Django 的 Cache 機制提高效能

Django 提供了多種 Cache 後端選項，包括 Memcached、資料函式庫、記憶體、虛擬和檔案系統等。這些選項可以根據實際需求進行選擇，以提高應用程式的效能。

Memcached

Memcached 是一個高效能的 Cache 服務，可以儲存資料在記憶體中。Django 支援使用 Memcached 作為 Cache 後端。要使用 Memcached，需要在 settings.py 檔案中組態 CACHES 設定。

CACHES = {
    'default': {
        'LOCATION': '127.0.0.1:11211',
    }
}

在上面的例子中，LOCATION 設定為 127.0.0.1:11211，表示使用本地的 Memcached 服務。

資料函式庫 Cache

Django 還支援使用資料函式庫作為 Cache 後端。這種方法可以將快取資料儲存在資料函式庫中。要使用資料函式庫 Cache，需要在 settings.py 檔案中組態 CACHES 設定。

CACHES = {
    'default': {
        'LOCATION': 'database_table_name',
    }
}

在上面的例子中，LOCATION 設定為 database_table_name，表示使用資料函式庫表作為 Cache 後端。

本地記憶體 Cache

Django 還支援使用本地記憶體作為 Cache 後端。這種方法可以將快取資料儲存在記憶體中。要使用本地記憶體 Cache，需要在 settings.py 檔案中組態 CACHES 設定。

CACHES = {
    'default': {
        'LOCATION': 'localhost:11211',
    }
}

在上面的例子中，LOCATION 設定為 localhost:11211，表示使用本地的記憶體 Cache 服務。

虛擬 Cache

Django 還支援使用虛擬 Cache 後端。這種方法可以將快取資料儲存在虛擬環境中。要使用虛擬 Cache，需要在 settings.py 檔案中組態 CACHES 設定。

CACHES = {
    'default': {
        'LOCATION': 'dummy',
    }
}

在上面的例子中，LOCATION 設定為 dummy，表示使用虛擬 Cache 後端。

檔案系統 Cache

Django 還支援使用檔案系統作為 Cache 後端。這種方法可以將快取資料儲存在檔案系統中。要使用檔案系統 Cache，需要在 settings.py 檔案中組態 CACHES 設定。

CACHES = {
    'default': {
        'LOCATION': '/tmp/cache',
    }
}

在上面的例子中，LOCATION 設定為 /tmp/cache，表示使用檔案系統作為 Cache 後端。

內容解密：

在上面的例子中，我們組態了不同的 Cache 後端選項，包括 Memcached、資料函式庫、記憶體、虛擬和檔案系統等。每個選項都有其自己的優缺點，需要根據實際需求進行選擇。例如，Memcached 是一個高效能的 Cache 服務，但需要單獨安裝和組態。資料函式庫 Cache 可以將快取資料儲存在資料函式庫中，但可能會影響資料函式庫的效能。記憶體 Cache 可以將快取資料儲存在記憶體中，但可能會受到記憶體大小的限制。虛擬 Cache 和檔案系統 Cache 可以將快取資料儲存在虛擬環境中或檔案系統中，但可能會受到效能和安全性的限制。

圖表翻譯：

  flowchart TD
    A[Cache 選項] --> B[Memcached]
    A --> C[資料函式庫 Cache]
    A --> D[記憶體 Cache]
    A --> E[虛擬 Cache]
    A --> F[檔案系統 Cache]
    B --> G[高效能 Cache]
    C --> H[資料函式庫儲存]
    D --> I[記憶體儲存]
    E --> J[虛擬環境]
    F --> K[檔案系統儲存]

在上面的圖表中，我們展示了不同的 Cache 選項，包括 Memcached、資料函式庫 Cache、記憶體 Cache、虛擬 Cache 和檔案系統 Cache。每個選項都有其自己的優缺點，需要根據實際需求進行選擇。

會話管理的多樣化策略

在 Django 中，會話管理是一個至關重要的功能，允許開發人員儲存和管理使用者的會話資料。會話管理的選擇直接影響到應用程式的安全性和效能。下面，我們將探討 Django 中的多種會話管理策略，包括根據記憶體的快取、根據檔案的快取、寫透快取、資料函式庫基礎的會話引擎和檔案基礎的會話引擎。

根據記憶體的快取

根據記憶體的快取（LocMemCache）是一種簡單且快速的會話管理方式，將會話資料儲存於本地記憶體中。這種方法的安全性相對較高，因為只有在極端情況下，攻擊者才能存取到這些資料。然而，這種方法只適合用於開發或測試環境，因為它不提供永續性儲存。

另一種選擇是 DummyCache，它比 LocMemCache 更加安全，因為它根本不儲存任何資料。這兩種選擇都不是用於生產環境的，因為它們不提供永續性儲存和可擴充套件性。

根據檔案的快取

根據檔案的快取（FileBasedCache）是一種不太受歡迎且不安全的會話管理方式。它將會話資料儲存於檔案系統中，這意味著攻擊者可以輕易地存取這些資料。這種方法不建議用於任何生產環境。

寫透快取

寫透快取（Write-through cache）是一種結合快取服務和資料函式庫的會話管理方式。當 Django 將會話資料寫入快取服務時，它也會同時寫入資料函式庫中。這種方法提供了永續性儲存，但代價是寫入效能的降低。

當 Django 需要讀取會話資料時，它首先從快取服務中讀取，如果快取服務中沒有資料，則從資料函式庫中讀取。這種方法可能會導致偶爾的效能下降。

資料函式庫基礎的會話引擎

資料函式庫基礎的會話引擎（Database-based session engine）是一種完全繞過 Django 快取整合的會話管理方式。這種方法適合於不需要快取服務的應用程式。

然而，Django 不會自動清理遺棄的會話資料。使用此方法的系統需要定期執行 clearsessions 子命令來清理會話資料，以減少儲存成本和攻擊面。

檔案基礎的會話引擎

檔案基礎的會話引擎（File-based session engine）是一種非常不安全的會話管理方式。每個會話都被序列化到一個單獨的檔案中，會話 ID 儲存在檔案名稱中，會話資料儲存於檔案中且未加密。任何具有檔案系統讀取許可權的人都可以劫持會話或檢視會話資料。

7.3.6 根據Cookie的Session引擎

根據Cookie的Session引擎將Session狀態儲存在Session ID Cookie本身。換句話說，使用這個選項，Session ID Cookie不僅僅是用來識別Session，它就是Session本身。與其在本地儲存Session，Django序列化並將整個Session傳送給瀏覽器。然後，當瀏覽器在後續請求中回傳Session ID Cookie時，Django反序列化有效負載。

在將Session狀態傳送給瀏覽器之前，根據Cookie的Session引擎使用HMAC函式對Session狀態進行雜湊處理。HMAC函式的雜湊值與Session狀態一起傳送給瀏覽器作為Session ID Cookie的一部分。

當瀏覽器回傳Session ID Cookie時，Django提取雜湊值並驗證Session狀態。Django透過比較雜湊值來驗證Session狀態是否被篡改。如果雜湊值不匹配，Django就知道Session狀態已被篡改，請求被拒絕。如果雜湊值匹配，Django就信任Session狀態。

SECRET_KEY設定

每個生成的Django應用程式都包含一個SECRET_KEY設定在設定模組中。這個設定很重要，後面的章節中會多次提到。與流行的認知相反，Django不使用SECRET_KEY來加密資料。相反，Django使用這個引數來執行鍵控雜湊。SECRET_KEY的預設值是一個唯一的隨機字串。在開發或測試環境中使用這個值是可以的，但是在生產環境中，從程式碼倉函式庫以外的更安全的位置取得一個不同的值很重要。

COOKIE大小限制

檔案系統和資料函式庫是用來儲存大量資料的；Cookie不是。根據RFC 6265，HTTP客戶端必須支援至少4096位元組的Cookie大小。雖然客戶端可以支援更大的Cookie大小，但它們不需要這樣做。因此，序列化的Cookie-based Django Session應該保持在4 KB以下的大小。

未經授權的Session狀態存取

根據Cookie的Session引擎雜湊了外發的Session狀態，但不加密Session狀態。這保證了完整性，但不保證保密性。因此，Session狀態對於惡意使用者來說是可用的，尤其是當Session包含了使用者不應該存取的資訊時。

範例

假設有一個社交媒體網站，Alice對Eve執行了一個MITM攻擊感到憤怒，因此她封鎖了Eve。這個網站將這個資訊儲存在根據Cookie的Session狀態中。Eve可以使用以下程式碼來檢視誰封鎖了她。

import requests

# 取得Session ID Cookie
session_id_cookie = requests.get("https://example.com").cookies["sessionid"]

# 反序列化Session狀態
import pickle
session_state = pickle.loads(session_id_cookie)

# 檢視誰封鎖了Eve
blocked_users = session_state["blocked_users"]
print(blocked_users)

這個範例顯示了根據Cookie的Session引擎的風險。惡意使用者可以輕易地存取Session狀態，從而獲得敏感資訊。

網路安全威脅：會話劫持與遠端程式碼執行攻擊

在網路安全中，會話劫持和遠端程式碼執行攻擊是兩種常見的威脅。會話劫持是指攻擊者竊取或偽造使用者的會話 ID，以便在未經授權的情況下存取系統或網站。遠端程式碼執行攻擊則是指攻擊者將惡意程式碼注入系統，然後在遠端執行該程式碼，以達到非法目的。

會話劫持

會話劫持可以透過多種方式實作，例如：擷取會話 ID、猜測會話 ID、利用會話固定攻擊等。攻擊者可以使用這些方法來竊取使用者的會話 ID，然後使用該 ID 存取系統或網站。

重播攻擊

重播攻擊是一種特殊的會話劫持攻擊，指攻擊者重複使用已經過期或無效的會話 ID，以便在未經授權的情況下存取系統或網站。這種攻擊可以用於各種系統，包括電子商務系統、銀行系統等。

遠端程式碼執行攻擊

遠端程式碼執行攻擊是指攻擊者將惡意程式碼注入系統，然後在遠端執行該程式碼，以達到非法目的。這種攻擊可以透過多種方式實作，例如：利用系統漏洞、使用惡意軟體等。

PickleSerializer 的風險

PickleSerializer 是 Python 中的一個序列化模組，它可以將 Python 物件序列化為字串。然而，如果將 PickleSerializer 與 Cookie-based 會話結合使用，可能會導致遠端程式碼執行攻擊。因為 PickleSerializer 可以將任意 Python 程式碼序列化為字串，然後在遠端執行該程式碼。

實踐建議

使用安全的會話管理機制。
避免使用 PickleSerializer 與 Cookie-based 會話結合。
設定合理的會話過期時間。
使用 HTTPS 來加密會話 ID。
監控系統日誌以檢測可疑活動。

import hashlib
import hmac
import secrets

def generate_session_id(user_id):
    # 生成隨機的會話 ID
    session_id = secrets.token_urlsafe(16)
    # 使用 HMAC 來加密會話 ID
    encrypted_session_id = hmac.new(b'secret_key', session_id.encode(), hashlib.sha256).hexdigest()
    return encrypted_session_id

def verify_session_id(session_id):
    # 驗證會話 ID
    encrypted_session_id = hmac.new(b'secret_key', session_id.encode(), hashlib.sha256).hexdigest()
    # 驗證成功則傳回 True
    return True

圖表翻譯：

  sequenceDiagram
    participant Client as 客戶端
    participant Server as 伺服器
    Note over Client,Server: 生成會話 ID
    Client->>Server: 請求會話 ID
    Server->>Client: 回應會話 ID
    Note over Client,Server: 驗證會話 ID
    Client->>Server: 請求驗證會話 ID
    Server->>Client: 回應驗證結果

內容解密：

上述程式碼展示瞭如何生成和驗證會話 ID。首先，客戶端請求會話 ID，伺服器生成隨機的會話 ID 並使用 HMAC 來加密。然後，客戶端請求驗證會話 ID，伺服器驗證會話 ID 並傳回結果。這個過程可以確保會話 ID 的安全性和完整性。

遠端程式碼執行攻擊：一個 Django 框架的安全漏洞

在網路安全中，遠端程式碼執行攻擊是一種嚴重的威脅，攻擊者可以在遠端伺服器上執行任意程式碼，導致嚴重的安全漏洞。這種攻擊通常是透過利用應用程式的安全漏洞，例如使用不安全的序列化機制，來實作的。

攻擊過程

建立惡意程式碼：攻擊者建立一段惡意的 Python 程式碼，目的是在伺服器上執行這段程式碼。
序列化惡意程式碼：攻擊者使用 Django 的 PickleSerializer 將惡意程式碼序列化為二進位制格式。
計算雜湊值：攻擊者使用 HMAC 函式和 SECRET_KEY 計算序列化後的惡意程式碼的雜湊值。
傳送請求：攻擊者將序列化的惡意程式碼和雜湊值一起傳送給伺服器，偽裝成 cookie-based 的 session 狀態。

攻擊示例

以下是攻擊者如何實作遠端程式碼執行攻擊的示例：

import sys
import requests
from django.core.signing import Signer

# 建立惡意程式碼
class MaliciousCode:
    def __reduce__(self):
        return sys.exit, ()

# 序列化惡意程式碼
session_state = {'malicious_code': MaliciousCode()}
signer = Signer('SECRET_KEY')
sessionid = signer.dumps(session_state, serializer='pickle')

# 傳送請求
session = requests.Session()
response = session.get('https://example.com', cookies={'sessionid': sessionid})

在這個示例中，攻擊者建立了一段惡意程式碼，序列化它，並計算雜湊值。然後，攻擊者將序列化的惡意程式碼和雜湊值一起傳送給伺服器，偽裝成 cookie-based 的 session 狀態。伺服器在接收到請求後，會反序列化 session 狀態，並執行惡意程式碼，導致遠端程式碼執行攻擊。

防禦措施

為了防禦遠端程式碼執行攻擊，應該使用安全的序列化機制，例如 JSON 或 MessagePack，並且要正確地設定 SECRET_KEY 和 SESSION_ENGINE。另外，應該定期更新和維護應用程式的安全補丁，以確保應用程式的安全性。

使用 Django 進行使用者驗證

在這個章節中，我們將探討使用 Django 進行使用者驗證的過程，包括使用者註冊、登入、登出、存取使用者個人資料等。

8.1 使用者註冊

首先，我們需要使用 django-registration 這個 Django 擴充函式庫來建立使用者註冊工作流程。這個過程中，我們將學習到 Django 網頁開發的基本組成部分。

安裝 django-registration

首先，需要安裝 django-registration。可以使用 pip 進行安裝：

pip install django-registration

註冊使用者

接下來，需要建立使用者註冊工作流程。這可以透過建立一個新的 Django app 來實作。可以使用以下命令建立一個新的 app：

python manage.py startapp accounts

然後，需要在 settings.py 中新增 accounts app：

INSTALLED_APPS = [
    # ...
    'accounts',
    # ...
]

建立使用者模型

接下來，需要建立使用者模型。可以在 models.py 中定義使用者模型：

from django.db import models
from django.contrib.auth.models import AbstractUser

class User(AbstractUser):
    email = models.EmailField(unique=True)
    # ...

建立使用者註冊檢視

然後，需要建立使用者註冊檢視。可以在 views.py 中定義使用者註冊檢視：

from django.shortcuts import render, redirect
from django.contrib.auth import login
from .forms import RegistrationForm

def register(request):
    if request.method == 'POST':
        form = RegistrationForm(request.POST)
        if form.is_valid():
            user = form.save()
            login(request, user)
            return redirect('home')
    else:
        form = RegistrationForm()
    return render(request, 'register.html', {'form': form})

建立使用者登入檔單

最後，需要建立使用者登入檔單。可以在 forms.py 中定義使用者登入檔單：

from django import forms
from .models import User

class RegistrationForm(forms.ModelForm):
    class Meta:
        model = User
        fields = ('username', 'email', 'password')

8.2 登入和登出

接下來，需要建立登入和登出工作流程。可以使用 Django 的內建登入和登出檢視來實作。

建立登入檢視

可以在 views.py 中定義登入檢視：

from django.shortcuts import render, redirect
from django.contrib.auth import authenticate, login

def login_view(request):
    if request.method == 'POST':
        username = request.POST['username']
        password = request.POST['password']
        user = authenticate(request, username=username, password=password)
        if user is not None:
            login(request, user)
            return redirect('home')
    return render(request, 'login.html')

建立登出檢視

可以在 views.py 中定義登出檢視：

from django.shortcuts import redirect
from django.contrib.auth import logout

def logout_view(request):
    logout(request)
    return redirect('home')

8.3 存取使用者個人資料

最後，需要建立存取使用者個人資料的工作流程。可以使用 Django 的內建使用者模型來實作。

建立使用者個人資料檢視

可以在 views.py 中定義使用者個人資料檢視：

from django.shortcuts import render
from django.contrib.auth import get_user_model

def profile_view(request):
    user = request.user
    return render(request, 'profile.html', {'user': user})

測試驗證

最後，需要測試驗證功能。可以使用 Django 的內建測試框架來實作。

建立測試案例

可以在 tests.py 中定義測試案例：

from django.test import TestCase
from django.contrib.auth import get_user_model

class TestAuthentication(TestCase):
    def test_register(self):
        # ...
        self.assertEqual(response.status_code, 302)

    def test_login(self):
        # ...
        self.assertEqual(response.status_code, 302)

    def test_logout(self):
        # ...
        self.assertEqual(response.status_code, 302)

    def test_profile(self):
        # ...
        self.assertEqual(response.status_code, 200)

這樣就完成了使用 Django 進行使用者驗證的過程。

使用 Django 建立使用者註冊工作流程

在本節中，我們將建立一個使用者註冊工作流程，允許使用者建立和啟用自己的帳戶。這個工作流程是兩步驟的過程：使用者建立帳戶，然後啟用帳戶。

從使用者經驗與安全性的雙重考量出發，本文深入探討了 Django 框架的會話管理、快取機制以及使用者驗證流程。分析了不同會話引擎的特性，特別指出PickleSerializer在安全性方面的隱患以及Cookie-based Session引擎在資料大小和未授權存取方面的限制。同時，也說明瞭JSONSerializer的安全性優勢以及設定安全Cookie的重要性。此外，文章還比較了各種快取後端的效能差異，例如 Memcached、資料函式庫、本地記憶體等，並提供了實務上的最佳設定範例。最後，文章點明瞭使用者驗證流程的關鍵步驟，涵蓋註冊、登入、登出以及個人資料存取，並強調了安全性和易用性之間的平衡。展望未來，隨著網路安全威脅的日益複雜，Django 框架的安全性機制也將持續演進，開發者應密切關注相關更新，並將安全考量融入開發流程的每個環節，才能打造更安全可靠的網路應用程式。玄貓建議，開發者應優先選擇安全的會話管理和快取策略，並定期進行安全審查，以防範潛在的風險。

玄貓

技術愛好者，專注於分享程式開發、雲端技術與 AI 應用的心得體會。

Django 會話管理與安全性：深入解析 Cookie 與快取機制

Max-Age 指令

瀏覽器長度會話

程式化設定 Cookie

Session 狀態持久化

Django 會話狀態管理

會話狀態的建立、讀取、更新和刪除

會話序列化器

JSONSerializer

PickleSerializer

Django 的會話管理機制

PickleSerializer 和 JSONSerializer

會話引擎

簡單的快取基礎會話

Memcached 和 PyLibMCCache

設定 Memcached

內容解密：

圖表翻譯：

使用 Django 的 Cache 機制提高效能

Memcached

資料函式庫 Cache

本地記憶體 Cache

虛擬 Cache

檔案系統 Cache

內容解密：

圖表翻譯：

會話管理的多樣化策略

根據記憶體的快取

根據檔案的快取

寫透快取

資料函式庫基礎的會話引擎

檔案基礎的會話引擎

7.3.6 根據Cookie的Session引擎

SECRET_KEY設定

COOKIE大小限制

未經授權的Session狀態存取

範例

網路安全威脅：會話劫持與遠端程式碼執行攻擊

會話劫持

重播攻擊

遠端程式碼執行攻擊

PickleSerializer 的風險

實踐建議

圖表翻譯：

內容解密：

遠端程式碼執行攻擊：一個 Django 框架的安全漏洞

攻擊過程

攻擊示例

防禦措施

使用 Django 進行使用者驗證

8.1 使用者註冊

安裝 django-registration

註冊使用者

建立使用者模型

建立使用者註冊檢視

建立使用者登入檔單

8.2 登入和登出

建立登入檢視

建立登出檢視

8.3 存取使用者個人資料

建立使用者個人資料檢視

測試驗證

建立測試案例

使用 Django 建立使用者註冊工作流程

玄貓