Django OAuth Toolkit 簡化了在 Django 專案中實作 OAuth 2.0 授權流程的複雜度,提供直觀的介面和設定選項。開發者可以輕鬆地將 Django 專案轉換為授權伺服器、資源伺服器或兩者兼具,並透過 SCOPES 引數定義資源存取範圍,例如 email、姓名等。設定 DEFAULT_SCOPES 可以指定預設的授權範圍。文章也說明瞭如何使用 ProtectedResourceViewScopedProtectedResourceView 來保護資源,並透過 OAuth2TokenMiddlewareOAuth2Backend 進行使用者驗證。此外,ReadWriteScopedResourceViewprotected_resource 裝飾器則提供了更細緻的讀寫許可權控制。客戶端部分則示範瞭如何使用 requests-oauthlib 函式庫與 OAuth 2.0 伺服器互動,包含取得授權碼、交換存取令牌以及存取受保護資源等步驟。最後,文章也強調了存取令牌和授權碼的安全性,以及使用者資料保護的重要性。

11.3 Django OAuth Toolkit

Django OAuth Toolkit是一個根據Python的OAuth 2.0實作,提供了一個簡單易用的方式來實作OAuth 2.0。以下是Django OAuth Toolkit的特點:

  1. 簡單易用: Django OAuth Toolkit提供了一個簡單易用的方式來實作OAuth 2.0。
  2. 高度可定製: Django OAuth Toolkit提供了一個高度可定製的方式來實作OAuth 2.0。
  3. 支援多種授權流程: Django OAuth Toolkit支援多種授權流程,包括授權碼流程、隱含流程和客戶端憑證流程。

安裝Django OAuth Toolkit

以下是安裝Django OAuth Toolkit的步驟:

  1. 安裝pipenv: pipenv是Python的一個包管理工具,可以用來安裝Django OAuth Toolkit。
  2. 安裝Django OAuth Toolkit: 使用pipenv安裝Django OAuth Toolkit。
  3. 組態Django OAuth Toolkit: 組態Django OAuth Toolkit的設定檔。

使用Django OAuth Toolkit

以下是使用Django OAuth Toolkit的步驟:

  1. 建立OAuth 2.0應用程式: 建立一個OAuth 2.0應用程式,並組態其設定檔。
  2. 實作授權流程: 實作授權流程,包括授權碼流程、隱含流程和客戶端憑證流程。
  3. 實作令牌交換: 實作令牌交換,包括令牌請求和令牌傳送。
  4. 實作存取保護資源: 實作存取保護資源,包括存取請求和資源傳送。

11.3.1 伺服器授權的責任

Django OAuth Toolkit 提供了網路介面、設定引數和工具,以支援伺服器授權的責任。其中包括:

  • 將 Django 專案轉換為授權伺服器、資源伺服器或兩者兼而有之
  • 定義範圍(Scope)
  • 資源擁有者的身份驗證
  • 產生重導向 URI
  • 管理授權碼

定義範圍(Scope)

資源擁有者通常希望對第三方存取其資源具有詳細的控制權。例如,Bob 可能同意與 Charlie 分享他的電子郵件地址,但不包括聊天記錄或醫療記錄。OAuth 2.0 透過範圍(Scope)來滿足這個需求。範圍是由授權伺服器定義、OAuth 客戶端請求並由資源伺服器實施的。

範圍可以在授權伺服器的設定模組中定義,使用 SCOPES 引數。這個引數是一個鍵值對的集合,每個鍵定義了範圍的機器可讀名稱,而其值則是人類可讀的描述。鍵被傳遞在授權 URL 和重導向 URI 的引數中,而值則在授權表單中顯示。

例如,以下是如何在授權伺服器中設定 email 範圍:

OAUTH2_PROVIDER = {
    #...
    'SCOPES': {
        'email': 'Your email',
        'name': 'Your name',
        #...
    },
    #...
}

範圍可以由 OAuth 客戶端請求,方法是將 scope 引數新增到授權 URL 中,伴隨著 client_idstate 引數。如果授權 URL 沒有 scope 引數,則授權伺服器使用預設範圍。預設範圍由 DEFAULT_SCOPES 設定引數定義,例如:

OAUTH2_PROVIDER = {
    #...
    'DEFAULT_SCOPES': ['email', 'name'],
    #...
}

這樣,當授權 URL 沒有 scope 引數時,授權伺服器將使用 emailname 範圍作為預設值。

Django OAuth Toolkit 介紹

Django OAuth Toolkit(DOT)是一個根據Django的OAuth 2.0實作,提供了一個簡單且安全的方式來管理OAuth 2.0的授權流程。

伺服器端設定

要使用DOT,需要在Django專案中安裝並設定DOT。設定DOT需要在settings.py中新增以下程式碼:

OAUTH2_PROVIDER = {
    'DEFAULT_SCOPES': ['email', ],
    'ALLOWED_REDIRECT_URI_SCHEMES': ['https'],
    'AUTHORIZATION_CODE_EXPIRE_SECONDS': 10,
}

這裡設定了預設的作用域、允許的重定向URI方案和授權碼的過期時間。

登入和授權

當使用者嘗試存取受保護的資源時,DOT會將使用者重定向到登入頁面。登入頁面需要包含一個隱藏的表單欄位next,用於指定授權後重定向的URI。

<html>
<body>
<form method='POST'>
    {% csrf_token %}
    {{ form.as_p }}
    <input type="hidden" name="next" value="{{ next }}" />
    <button type='submit'>Login</button>
</form>
</body>
</html>

授權碼管理

DOT提供了一個使用者介面來管理授權碼,可以在管理員控制檯中找到。授權碼有有限的有效期,可以使用AUTHORIZATION_CODE_EXPIRE_SECONDS引數來設定。

伺服器端責任

DOT提供了多種工具和介面來支援伺服器端的責任,包括:

  • 管理存取令牌
  • 提供受保護的資源
  • 管理授權碼

限制存取範圍

與授權碼類別似,存取令牌也具有有效期。資源伺服器嚴格遵守有效期,拒絕任何具有過期存取令牌的請求。這不能防止存取令牌落入他人之手,但可以在發生此情況時限制損害。您可以使用 ACCESS_TOKEN_EXPIRE_SECONDS 引數來設定每個存取令牌的有效期。預設情況下,此引數設為 36,000 秒(10 小時)。建議您選擇一個盡可能小的值,但足夠大,以便 OAuth 客戶端可以執行其工作。

OAUTH2_PROVIDER = {
    #...
    'ACCESS_TOKEN_EXPIRE_SECONDS': 36000,
    #...
}

Django OAuth Toolkit 提供了一個用於管理存取令牌的使用者介面,類別似於授權碼管理頁面。您可以透過單擊管理主控臺歡迎頁面的「存取令牌」連結或輸入 /admin/oauth2_provider/accesstoken/ 路徑來存取存取令牌管理頁面。管理員使用此頁面手動搜尋和刪除存取令牌。

從存取令牌頁面,管理員可以轉到特定存取令牌的詳細資訊頁面。詳細資訊頁面允許檢視或修改存取令牌的屬性,例如有效期。

服務受保護資源

受保護資源由檢視提供,就像未受保護的資源一樣。將 EmailView 的定義新增到您的資源伺服器設定中,如清單 11.1 所示。注意,EmailView 擴充套件 ProtectedResourceView(以粗體顯示)。這確保只有授權的 OAuth 客戶端才能夠存取使用者的電子郵件地址,並且它必須具有有效的存取令牌。

清單 11.1 使用 ProtectedResourceView 服務受保護資源

from django.http import JsonResponse
from oauth2_provider.views import ProtectedResourceView

class EmailView(ProtectedResourceView):
    def get(self, request):
        return JsonResponse({
            'email': request.user.email,
        })

當 OAuth 客戶端請求受保護資源時,它不會傳送使用者的 HTTP 會話 ID。(如第 7 章所述,會話 ID 是使用者和伺服器之間的一個重要秘密。)那麼,資源伺服器如何確定哪個使用者發送了請求?為此,它必須從存取令牌開始反向推導。Django OAuth Toolkit 自動執行此步驟,使用 OAuth2TokenMiddleware 類別根據存取令牌確定使用者並設定 request.user,就像受保護資源請求直接來自使用者一樣。

開啟您的設定檔案並在 MIDDLEWARE 中新增 OAuth2TokenMiddleware,如下所示。請務必將此元件放在 SecurityMiddleware 之後:

MIDDLEWARE = [
    #...
    'oauth2_provider.middleware.OAuth2TokenMiddleware',
]

OAuth2TokenMiddleware 使用 OAuth2Backend(在下面的片段中以粗體顯示)來確定使用者。將此元件新增到您的 AUTHENTICATION_BACKENDS 設定中。請務必包括內建的 ModelBackend 類別;它對於終端使用者身份驗證是必要的:

AUTHENTICATION_BACKENDS = [
    'oauth2_provider.backends.OAuth2Backend',
]

限制範圍

Django OAuth Toolkit 的資源伺服器使用 ScopedProtectedResourceView 來限制範圍。繼承此類別的檢視不僅需要有效的存取令牌,而且還會檢查受保護資源是否在存取令牌的範圍內。

清單 11.2 定義了 ScopedEmailView,它繼承了 ScopedProtectedResourceView。與清單 11.1 中的 EmailView 相比,ScopedEmailView 只有兩個小的不同之處,以粗體顯示。首先,它繼承了 ScopedProtectedResourceView 而不是 ProtectedResourceView。第二,其 required_scopes 屬性定義了範圍。

清單 11.2 使用 ScopedProtectedResourceView 服務受保護資源

from django.http import JsonResponse
from oauth2_provider.views import ScopedProtectedResourceView

class ScopedEmailView(ScopedProtectedResourceView):
    required_scopes = ['email', ]

    def get(self, request):
        return JsonResponse({
            'email': request.user.email,
        })

OAuth 2.0 的存取控制機制

OAuth 2.0 是一個廣泛使用的授權框架,允許使用者授權第三方應用程式存取其資源,而無需分享密碼。然而,OAuth 2.0 的存取控制機制相對複雜,需要仔細設計以確保資源的安全性。

存取控制的類別

OAuth 2.0 的存取控制機制可以分為兩個類別:讀取存取和寫入存取。這兩個類別可以用來控制使用者對資源的存取許可權。

  • 讀取存取:允許使用者讀取資源,但不允許修改。
  • 寫入存取:允許使用者修改資源。

ReadWriteScopedResourceView 類別

ReadWriteScopedResourceView 類別是 OAuth 2.0 中的一個重要類別,負責自動限制讀取和寫入存取。這個類別可以用來控制使用者對資源的存取許可權。

ReadWriteEmailView 類別

ReadWriteEmailView 類別繼承自 ReadWriteScopedResourceView 類別,允許使用者讀取和修改電子郵件地址。這個類別需要使用者具有電子郵件的讀取和寫入許可權。

protected_resource 裝飾器

protected_resource 裝飾器是 OAuth 2.0 中的一個重要裝飾器,負責檢查使用者是否具有有效的存取令牌。這個裝飾器可以用來控制使用者對資源的存取許可權。

程式碼範例
from oauth2_provider.views import ReadWriteScopedResourceView
from oauth2_provider.decorators import protected_resource

class ReadWriteEmailView(ReadWriteScopedResourceView):
    required_scopes = ['email', ]

    def get(self, request):
        # 讀取電子郵件地址
        return JsonResponse({
            'email': request.user.email,
        })

    def patch(self, request):
        # 修改電子郵件地址
        body = json.loads(request.body)
        email = body['email']
        validate_email(email)
        user = request.user
        user.email = email
        user.save(update_fields=['email'])
        return HttpResponse()

@protected_resource(scopes=['email'])
def scoped_protected_resource_view_function(request):
    # 需要電子郵件的讀取和寫入許可權
   ...
    return HttpResponse()

圖表翻譯

  flowchart TD
    A[使用者] --> B[OAuth 2.0]
    B --> C[存取控制]
    C --> D[讀取存取]
    C --> E[寫入存取]
    D --> F[電子郵件地址]
    E --> G[電子郵件地址]
    F --> H[讀取電子郵件地址]
    G --> I[修改電子郵件地址]

內容解密

上述程式碼範例示範瞭如何使用 ReadWriteScopedResourceView 類別和 protected_resource 裝飾器來控制使用者對資源的存取許可權。透過使用這些類別和裝飾器,可以有效地確保資源的安全性。

使用requests-oauthlib實作OAuth 2.0客戶端

在Python中,requests-oauthlib是一個非常方便的函式庫,可以幫助我們實作OAuth 2.0客戶端。下面是使用requests-oauthlib實作OAuth 2.0客戶端的步驟:

安裝requests-oauthlib

首先,需要安裝requests-oauthlib函式庫,可以使用pip安裝:

pip install requests-oauthlib

定義客戶端憑證

定義客戶端憑證,包括客戶端ID和客戶端金鑰:

CLIENT_ID = 'Q7kuJVjbGbZ6dGlwY49eFP7fNFEUFrhHGGG84aI3'
CLIENT_SECRET = 'YyP1y8BCCqfsafJr0Lv9RcOVeMjdw3HqpvIPJeRjXB...'

定義授權伺服器URL

定義授權伺服器URL,包括授權表單URL、令牌交換URL和受保護資源URL:

AUTH_FORM_URL = '%s/o/authorize/' % AUTH_SERVER
TOKEN_EXCHANGE_URL = '%s/o/token/' % AUTH_SERVER
PROTECTED_RESOURCE_URL = '%s/protected/resource/' % AUTH_SERVER

建立OAuth2Session物件

建立OAuth2Session物件,傳入客戶端憑證和授權伺服器URL:

from requests_oauthlib import OAuth2Session

oauth = OAuth2Session(client_id=CLIENT_ID, redirect_uri='http://localhost:8001/callback')

請求授權

請求授權,將使用者導向授權表單:

authorization_url, state = oauth.authorization_url(AUTH_FORM_URL)
print(f'請存取:{authorization_url}')

取得授權碼

使用者授權後,會將授權碼導向回撥URL:

# 使用者授權後,會將授權碼導向回撥URL
authorization_response = 'http://localhost:8001/callback?code=abc123'

# 取得授權碼
token_url = TOKEN_EXCHANGE_URL
oauth.fetch_token(token_url, client_id=CLIENT_ID, client_secret=CLIENT_SECRET, authorization_response=authorization_response)

存取受保護資源

使用獲得的令牌存取受保護資源:

protected_resource_url = PROTECTED_RESOURCE_URL
response = oauth.get(protected_resource_url)
print(response.text)

這樣就完成了使用requests-oauthlib實作OAuth 2.0客戶端的步驟。

OAuth 2.0 客戶端實作

OAuth 2.0 是一個授權框架,允許使用者授權第三方應用程式存取其資源,而不需要分享密碼。以下是使用 Django 和 requests-oauthlib 實作 OAuth 2.0 客戶端的步驟:

步驟 1:安裝 requests-oauthlib

首先,需要安裝 requests-oauthlib 函式庫。可以使用 pip 安裝:

pip install requests-oauthlib

步驟 2:定義 OAuth 2.0 客戶端設定

定義 OAuth 2.0 客戶端設定,包括客戶端 ID、客戶端密碼、授權 URL 和 Token URL:

CLIENT_ID = 'your_client_id'
CLIENT_SECRET = 'your_client_secret'
AUTH_FORM_URL = 'https://example.com/oauth/authorize'
RESOURCE_URL = 'https://example.com/api/resource'

步驟 3:實作 WelcomeView

實作 WelcomeView,負責顯示授權 URL 和處理授權回撥:

from django.views import View
from django.shortcuts import render
from requests_oauthlib import OAuth2Session

class WelcomeView(View):
    def get(self, request):
        access_token = request.session.get('access_token')
        client = OAuth2Session(CLIENT_ID, token=access_token)

        ctx = {}

        if not access_token:
            url, state = client.authorization_url(AUTH_FORM_URL)
            ctx['authorization_url'] = url
            request.session['state'] = state
        else:
            response = client.get(RESOURCE_URL)
            ctx['email'] = response.json()['email']

        return render(request, 'welcome.html', context=ctx)

步驟 4:實作 OAuthCallbackView

實作 OAuthCallbackView,負責處理授權回撥和交換授權碼為存取令牌:

from django.shortcuts import redirect
from django.urls import reverse
from django.views import View
from requests_oauthlib import OAuth2Session

class OAuthCallbackView(View):
    def get(self, request):
        client = OAuth2Session(CLIENT_ID, state=request.session['state'])
        token = client.fetch_token(RESOURCE_URL, client_id=CLIENT_ID, client_secret=CLIENT_SECRET)

        request.session['access_token'] = token['access_token']

        return redirect(reverse('welcome'))

步驟 5:定義 URL 組態

定義 URL 組態,將 WelcomeView 和 OAuthCallbackView 對映到對應的 URL:

from django.urls import path
from. import views

urlpatterns = [
    path('welcome/', views.WelcomeView.as_view(), name='welcome'),
    path('oauth/callback/', views.OAuthCallbackView.as_view(), name='oauth_callback'),
]

步驟 6:建立 welcome.html 範本

建立 welcome.html 範本,顯示授權 URL 和使用者電子郵件:

<html>
<body>
    {% if email %}
        Email: {{ email }}
    {% else %}
        <a href='{{ authorization_url }}'>What is your email?</a>
    {% endif %}
</body>
</html>

現在,OAuth 2.0 客戶端已經實作完成。當使用者存取 WelcomeView 時,會顯示授權 URL。如果使用者授權成功,會回撥到 OAuthCallbackView,交換授權碼為存取令牌,並儲存到 session 中。然後,WelcomeView 可以使用存取令牌取得使用者電子郵件。

OAuth 授權流程與安全性

OAuth 是一種授權框架,允許使用者將其資料授權給第三方應用程式,而無需分享密碼。以下是 OAuth 授權流程的重點:

步驟 1:使用者授權

使用者存取第三方應用程式,並授權該應用程式存取其資料。這個過程通常涉及使用者點選一個授權按鈕,然後被重定向到授權伺服器。

步驟 2:授權碼

授權伺服器生成一個授權碼(authorization code),並將其傳回給第三方應用程式。這個授權碼是用於換取存取令牌(access token)的。

步驟 3:存取令牌

第三方應用程式使用授權碼向授權伺服器請求存取令牌。授權伺服器驗證授權碼,然後發放存取令牌給第三方應用程式。

步驟 4:存取資料

第三方應用程式使用存取令牌存取使用者的資料。

安全性考量

OAuth 的安全性在於其使用了存取令牌和授權碼的機制,避免了密碼的直接分享。然而,仍然需要注意以下幾點:

  • 存取令牌的安全性:存取令牌應該被妥善儲存和保護,以避免被未經授權的第三方存取。
  • 授權碼的安全性:授權碼應該被視為敏感資訊,並且不應該被直接儲存或傳輸。
  • 使用者資料的安全性:使用者資料應該被妥善保護,以避免被未經授權的第三方存取。

Django OAuth Toolkit 和 requests-oauthlib

Django OAuth Toolkit 和 requests-oauthlib 是兩個常用的 OAuth 實作函式庫。這些函式庫提供了簡單的方式來實作 OAuth 授權流程,並且能夠與其他 Django 應用程式無縫整合。

內容解密:

上述內容介紹了 OAuth 授權流程和安全性考量,並且提到了 Django OAuth Toolkit 和 requests-oauthlib 等函式庫的使用。以下是對這些內容的詳細解說:

  • OAuth 授權流程:OAuth 授權流程涉及使用者授權、授權碼、存取令牌和存取資料等步驟。
  • 安全性考量:OAuth 的安全性在於其使用了存取令牌和授權碼的機制,避免了密碼的直接分享。
  • Django OAuth Toolkit 和 requests-oauthlib:這些函式庫提供了簡單的方式來實作 OAuth 授權流程,並且能夠與其他 Django 應用程式無縫整合。

圖表翻譯:

以下是對 OAuth 授權流程的視覺化圖表:

  flowchart TD
    A[使用者授權] --> B[授權碼]
    B --> C[存取令牌]
    C --> D[存取資料]

這個圖表展示了 OAuth 授權流程的四個步驟:使用者授權、授權碼、存取令牌和存取資料。

在第三方應用程式蓬勃發展的趨勢下,如何安全有效地授權存取使用者資料成為關鍵挑戰。Django OAuth Toolkit 提供了一個簡潔而穩健的 OAuth 2.0 框架,有效解決了這個難題。透過多維比較分析,相較於自行開發 OAuth 2.0 解決方案,Django OAuth Toolkit 顯著降低了開發成本和維護難度,同時提供高度可定製性和多種授權流程支援,滿足不同應用場景的需求。然而,技術限制深析顯示,開發者仍需仔細考量存取令牌和授權碼的有效期設定,並妥善管理伺服器端的授權責任,才能最大限度地保障使用者資料安全。展望技術演進趨勢,隨著資料隱私保護意識的提升,預計 Django OAuth Toolkit 將持續演進,整合更精細的授權控制機制和更強大的安全防護措施。玄貓認為,對於需要快速整合 OAuth 2.0 功能的 Django 專案而言,採用 Django OAuth Toolkit 是一個務實且高效的選擇,但開發團隊仍需深入理解 OAuth 2.0 規範,並根據自身業務需求進行客製化設定,才能充分發揮其價值。