详解Django的CSRF认证

时间：2021-09-20 06:56:11

1.csrf原理

csrf要求发送post,put或delete请求的时候，是先以get方式发送请求，服务端响应时会分配一个随机字符串给客户端，客户端第二次发送post,put或delete请求时携带上次分配的随机字符串到服务端进行校验

2.Django中的CSRF中间件

首先，我们知道Django中间件作用于整个项目。

在一个项目中，如果想对全局所有视图函数或视图类起作用时，就可以在中间件中实现，比如想实现用户登录判断，基于用户的权限管理（RBAC）等都可以在Django中间件中来进行操作

Django内置了很多中间件,其中之一就是CSRF中间件

MIDDLEWARE_CLASSES = [

    'django.middleware.security.SecurityMiddleware',

    'django.contrib.sessions.middleware.SessionMiddleware',

    'django.middleware.common.CommonMiddleware',

    'django.middleware.csrf.CsrfViewMiddleware',

    'django.contrib.auth.middleware.AuthenticationMiddleware',

    'django.contrib.auth.middleware.SessionAuthenticationMiddleware',

    'django.contrib.messages.middleware.MessageMiddleware',

    'django.middleware.clickjacking.XFrameOptionsMiddleware',

]

上面第四个就是Django内置的CSRF中间件

3.Django中间件的执行流程

Django中间件中最多可以定义5个方法

process_request

process_response

process_view

process_exception

process_template_response

Django中间件的执行顺序

1.请求进入到Django后，会按中间件的注册顺序执行每个中间件中的process_request方法

    如果所有的中间件的process_request方法都没有定义return语句，则进入路由映射，进行url匹配

    否则直接执行return语句，返回响应给客户端

2.依次按顺序执行中间件中的process_view方法

    如果某个中间件的process_view方法没有return语句，则根据第1步中匹配到的URL执行对应的视图函数或视图类

    如果某个中间件的process_view方法中定义了return语句，则后面的视图函数或视图类不会执行,程序会直接返回

3.视图函数或视图类执行完成之后，会按照中间件的注册顺序逆序执行中间件中的process_response方法

    如果中间件中定义了return语句，程序会正常执行，把视图函数或视图类的执行结果返回给客户端

    否则程序会抛出异常

4.程序在视图函数或视图类的正常执行过程中

    如果出现异常，则会执行按顺序执行中间件中的process_exception方法

    否则process_exception方法不会执行

    如果某个中间件的process_exception方法中定义了return语句，则后面的中间件中的process_exception方法不会继续执行了

5.如果视图函数或视图类中使用render方法来向客户端返回数据，则会触发中间件中的process_template_response方法

4.Django CSRF中间件的源码解析

Django CSRF中间件的源码

class CsrfViewMiddleware(MiddlewareMixin):

    def _accept(self, request):

        request.csrf_processing_done = True

        return None

    def _reject(self, request, reason):

        logger.warning(

            'Forbidden (%s): %s', reason, request.path,

            extra={

                'status_code': 403,

                'request': request,

            }

        )

        return _get_failure_view()(request, reason=reason)

    def _get_token(self, request):

        if settings.CSRF_USE_SESSIONS:

            try:

                return request.session.get(CSRF_SESSION_KEY)

            except AttributeError:

                raise ImproperlyConfigured(

                    'CSRF_USE_SESSIONS is enabled, but request.session is not '

                    'set. SessionMiddleware must appear before CsrfViewMiddleware '

                    'in MIDDLEWARE%s.' % ('_CLASSES' if settings.MIDDLEWARE is None else '')

                )

        else:

            try:

                cookie_token = request.COOKIES[settings.CSRF_COOKIE_NAME]

            except KeyError:

                return None

            csrf_token = _sanitize_token(cookie_token)

            if csrf_token != cookie_token:

                # Cookie token needed to be replaced;

                # the cookie needs to be reset.

                request.csrf_cookie_needs_reset = True

            return csrf_token

    def _set_token(self, request, response):

        if settings.CSRF_USE_SESSIONS:

            request.session[CSRF_SESSION_KEY] = request.META['CSRF_COOKIE']

        else:

            response.set_cookie(

                settings.CSRF_COOKIE_NAME,

                request.META['CSRF_COOKIE'],

                max_age=settings.CSRF_COOKIE_AGE,

                domain=settings.CSRF_COOKIE_DOMAIN,

                path=settings.CSRF_COOKIE_PATH,

                secure=settings.CSRF_COOKIE_SECURE,

                httponly=settings.CSRF_COOKIE_HTTPONLY,

            )

            patch_vary_headers(response, ('Cookie',))

    def process_request(self, request):

        csrf_token = self._get_token(request)

        if csrf_token is not None:

            # Use same token next time.

            request.META['CSRF_COOKIE'] = csrf_token

    def process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs):

        if getattr(request, 'csrf_processing_done', False):

            return None

        if getattr(callback, 'csrf_exempt', False):

            return None

        if request.method not in ('GET', 'HEAD', 'OPTIONS', 'TRACE'):

            if getattr(request, '_dont_enforce_csrf_checks', False):

                return self._accept(request)

            if request.is_secure():

                referer = force_text(

                    request.META.get('HTTP_REFERER'),

                    strings_only=True,

                    errors='replace'

                )

                if referer is None:

                    return self._reject(request, REASON_NO_REFERER)

                referer = urlparse(referer)

                if '' in (referer.scheme, referer.netloc):

                    return self._reject(request, REASON_MALFORMED_REFERER)

                if referer.scheme != 'https':

                    return self._reject(request, REASON_INSECURE_REFERER)

                good_referer = (

                    settings.SESSION_COOKIE_DOMAIN

                    if settings.CSRF_USE_SESSIONS

                    else settings.CSRF_COOKIE_DOMAIN

                )

                if good_referer is not None:

                    server_port = request.get_port()

                    if server_port not in ('443', '80'):

                        good_referer = '%s:%s' % (good_referer, server_port)

                else:

                    good_referer = request.get_host()

                good_hosts = list(settings.CSRF_TRUSTED_ORIGINS)

                good_hosts.append(good_referer)

                if not any(is_same_domain(referer.netloc, host) for host in good_hosts):

                    reason = REASON_BAD_REFERER % referer.geturl()

                    return self._reject(request, reason)

            csrf_token = request.META.get('CSRF_COOKIE')

            if csrf_token is None:

                return self._reject(request, REASON_NO_CSRF_COOKIE)

            request_csrf_token = ""

            if request.method == "POST":

                try:

                    request_csrf_token = request.POST.get('csrfmiddlewaretoken', '')

                except IOError:

                    pass

            if request_csrf_token == "":

                request_csrf_token = request.META.get(settings.CSRF_HEADER_NAME, '')

            request_csrf_token = _sanitize_token(request_csrf_token)

            if not _compare_salted_tokens(request_csrf_token, csrf_token):

                return self._reject(request, REASON_BAD_TOKEN)

        return self._accept(request)

    def process_response(self, request, response):

        if not getattr(request, 'csrf_cookie_needs_reset', False):

            if getattr(response, 'csrf_cookie_set', False):

                return response

        if not request.META.get("CSRF_COOKIE_USED", False):

            return response

        self._set_token(request, response)

        response.csrf_cookie_set = True

        return response

从上面的源码中可以看到，CsrfViewMiddleware中间件中定义了process_request，process_view和process_response三个方法

先来看process_request方法

def _get_token(self, request):

    if settings.CSRF_USE_SESSIONS:

        try:

            return request.session.get(CSRF_SESSION_KEY)

        except AttributeError:

            raise ImproperlyConfigured(

                'CSRF_USE_SESSIONS is enabled, but request.session is not '

 'set. SessionMiddleware must appear before CsrfViewMiddleware ' 'in MIDDLEWARE%s.' % ('_CLASSES' if settings.MIDDLEWARE is None else '')

            )

    else:

        try:

            cookie_token = request.COOKIES[settings.CSRF_COOKIE_NAME]

        except KeyError:

            return None  

  csrf_token = _sanitize_token(cookie_token)

        if csrf_token != cookie_token:

            # Cookie token needed to be replaced;

 # the cookie needs to be reset.  request.csrf_cookie_needs_reset = True

 return csrf_token

def process_request(self, request):

	    csrf_token = self._get_token(request)

	    if csrf_token is not None:

	        # Use same token next time.

	  request.META['CSRF_COOKIE'] = csrf_token

从Django项目配置文件夹中读取CSRF_USE_SESSIONS的值，如果获取成功，则从session中读取CSRF_SESSION_KEY的值，默认为'_csrftoken'，如果没有获取到CSRF_USE_SESSIONS的值，则从发送过来的请求中获取CSRF_COOKIE_NAME的值，如果没有定义则返回None。

再来看process_view方法

在process_view方法中，先检查视图函数是否被csrf_exempt装饰器装饰，如果视图函数没有被csrf_exempt装饰器装饰，则程序继续执行，否则返回None。接着从request请求头中或者cookie中获取携带的token并进行验证，验证通过才会继续执行与URL匹配的视图函数，否则就返回403 Forbidden错误。

实际项目中，会在发送POST,PUT,DELETE,PATCH请求时，在提交的form表单中添加

{% csrf_token %}

即可，否则会出现403的错误

详解Django的CSRF认证

5.csrf_exempt装饰器和csrf_protect装饰器

5.1 基于Django FBV

在一个项目中，如果注册起用了CsrfViewMiddleware中间件，则项目中所有的视图函数和视图类在执行过程中都要进行CSRF验证。

此时想使某个视图函数或视图类不进行CSRF验证，则可以使用csrf_exempt装饰器装饰不想进行CSRF验证的视图函数

from django.views.decorators.csrf import csrf_exempt

@csrf_exempt

def index(request):

    pass

也可以把csrf_exempt装饰器直接加在URL路由映射中，使某个视图函数不经过CSRF验证

from django.views.decorators.csrf import csrf_exempt  

from users import views  

urlpatterns = [

    url(r'^admin/', admin.site.urls),

    url(r'^index/',csrf_exempt(views.index)),

]

同样的，如果在一个Django项目中，没有注册起用CsrfViewMiddleware中间件，但是想让某个视图函数进行CSRF验证，则可以使用csrf_protect装饰器

csrf_protect装饰器的用法跟csrf_exempt装饰器用法相同，都可以加上视图函数上方装饰视图函数或者在URL路由映射中直接装饰视图函数

from django.views.decorators.csrf import csrf_exempt  

@csrf_protect

def index(request):

    pass

或者

from django.views.decorators.csrf import csrf_protect  

from users import views  

urlpatterns = [

    url(r'^admin/', admin.site.urls),

    url(r'^index/',csrf_protect(views.index)),

]

5.1 基于Django CBV

上面的情况是基于Django FBV的，如果是基于Django CBV，则不可以直接加在视图类的视图函数中了

此时有三种方式来对Django CBV进行CSRF验证或者不进行CSRF验证

方法一，在视图类中定义dispatch方法，为dispatch方法加csrf_exempt装饰器

from django.views.decorators.csrf import csrf_exempt

from django.utils.decorators import method_decorator

class UserAuthView(View):

    @method_decorator(csrf_exempt)

    def dispatch(self, request, *args, **kwargs):

        return super(UserAuthView,self).dispatch(request,*args,**kwargs)

    def get(self,request,*args,**kwargs):

        pass

    def post(self,request,*args,**kwargs):

        pass

    def put(self,request,*args,**kwargs):

        pass

    def delete(self,request,*args,**kwargs):

        pass

方法二：为视图类上方添加装饰器

@method_decorator(csrf_exempt,name='dispatch')

class UserAuthView(View):

    def get(self,request,*args,**kwargs):

        pass

    def post(self,request,*args,**kwargs):

        pass

    def put(self,request,*args,**kwargs):

        pass

    def delete(self,request,*args,**kwargs):

        pass

方式三：在url.py中为类添加装饰器

from django.views.decorators.csrf import csrf_exempt

urlpatterns = [

    url(r'^admin/', admin.site.urls),

    url(r'^auth/', csrf_exempt(views.UserAuthView.as_view())),

]

csrf_protect装饰器的用法跟上面一样

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