fastapi(十七)-安全_fastapi scope

安全介绍
有许多方式去处理安全性，身份认证和授权。
并且它通常是一个复杂而又困难的话题。
fastapi提供一些工具去更容易的处理安全问题。
先来了解一些小的概念
1、OAuth2
OAuth2是一个规范，定义了几种处理身份验证和授权的方式。
它是一个相当广泛的规范，涵盖了几个复杂的用例。
它包括使用“第三方”进行身份验证的方法。
这就是所有带有“使用Facebook，Google，Twitter，GitHub登录”的系统的基础
2、OAuth 1
有一个OAuth 1，它与OAuth2完全不同，并且更为复杂，因为它直接包含有关如何加密通信的规范。
它现在不是很流行或使用。
OAuth2没有指定如何加密通信，它希望您使用HTTPS为您的应用程序提供服务
3、OpenID
OpenID Connect是另一个基于OAuth2的规范。
它只是扩展了OAuth2，以指定一些在OAuth2中相对模糊的内容，以尝试使其更具互操作性。
例如，Google登录使用OpenID Connect（在下面使用OAuth2）。
但是，Facebook登录不支持OpenID Connect。它具有自己的OAuth2风格。
4、OpenAPI
OpenAPI（以前称为Swagger）是用于构建API（现已成为Linux Foundation的一部分）的开放规范。
FastAPI基于OpenAPI。
这就是使多个自动交互式文档界面，代码生成等成为可能的原因。
OpenAPI具有定义多个安全“方案”的方法。
通过使用它们，您可以利用所有这些基于标准的工具，包括这些交互式文档系统。
OpenAPI定义了以下安全方案：

• apiKey：特定于应用程序的密钥，可以来自：
  • 查询参数。
  • header。
  • cookie。
• http：标准的HTTP身份验证系统，包括：
  • bearer：标题Authorization的值Bearer加上令牌。这是从OAuth2继承的。
  • HTTP基本身份验证。
  • HTTP摘要等
• oauth2：所有OAuth2处理安全性的方式（称为“流程”）。
  • 其中一些流程适合构建OAuth 2.0身份验证提供程序（例如Google，Facebook，Twitter，GitHub等）：
    • implicit
    • clientCredentials
    • authorizationCode
  • 但是，有一个特定的“流”可以完美地用于直接在同一应用程序中处理身份验证：
    • password：接下来的几章将介绍此示例。
• openIdConnect：具有定义自动发现OAuth2身份验证数据的方式。 此自动发现是OpenID Connect规范中定义的内容。

fastapi utilities
fastapi提供一些工具给以上的安全模式在fastapi.security模块中。

第一步
想象一下你的后端api在一个域中，而你的前端在另一个域中，或者在相同域中的不同的路径。
并且你想通过用户名和密码来进行前后端授权。
可以使用OAuth2来构建fastapi。
首先来看看它是怎么工作的。

from fastapi import Depends, FastAPI
from fastapi.security import OAuth2PasswordBearer

app = FastAPI()

oauth2_scheme = OAuth2PasswordBearer(tokenUrl="/token")


@app.get("/items/")
async def read_items(token: str = Depends(oauth2_scheme)):
    return {"token": token}
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要想让它运行得先安装python-multipart。这是因为OAuth2使用表单数据来发送用户名密码。
运行后可以直接在docs中进行测试。

目前你无论填入什么都将不起作用。
password flow
密码流是OAuth2中定义得流中得一种方式，去处理安全以及身份验证。
OAuth2被设计来已确保后端或api能够独立于授权用户得服务。
但是这个例子中fastpi程序将会处理api以及授权。
因此，让我们从简化的角度进行回顾：

• 用户在前端键入他username和和password，然后点击Enter。
• 前端（在用户的浏览器中运行）发送一个username和password我们的API在一个特定的URL。
• API会检查username和password，并以“令牌”作为响应
  • 令牌”只是一个包含一些内容的字符串，我们稍后可以使用它来验证该用户。
  • 通常，令牌设置为在一段时间后过期。
    • 因此，用户稍后将不得不再次登录。
    • 而且，如果令牌被盗，则风险会降低。它不像将永远有效的永久密钥（在大多数情况下）。
• 前端将该令牌临时存储在某个地方。
• 用户单击前端以转到前端Web应用程序的另一部分。
• 前端需要从API中获取更多数据。
  • 但是它需要针对该特定端点的身份验证。
  • 因此，为了通过我们的API进行身份验证，它会发送一个标头Authorization，其值Bearer加上令牌。
  • 如果令牌包含foobar，则Authorization标头的内容为：Bearer foobar。
    OAuth2PasswordBearer
    OAuth2PasswordBearer是fastapi提供得使用Bearer token得password流。
    它是客户端使用username 和password来发送并获得token得类。
    oauth2_scheme = OAuth2PasswordBearer(tokenUrl="/token")
    它并不创建端点路径操作，但是声明客户端得到token得地址。
    然后使用实例作为路径操作得依赖，这个依赖返回得参数是一个str类型得token。

它将会去请求得头部中查找Authorization，验证值是否是Bearer+token并且返回token。
如果头部中没有Authorization,或者值不包括Bearer token，将会返回401.
甚至不用你去检查token是否存在，你可以很确定只要函数被执行了，就能够得到token。
得到当前用户
首先创建用户模型，

class User(BaseModel):
    username: str
    email: Optional[str] = None
    full_name: Optional[str] = None
    disabled: Optional[bool] = None
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创建get_current_user 依赖
get_current_user将会依赖oauth2_scheme。并从中得到token。

async def get_current_user(token: str = Depends(oauth2_scheme)):
    user = fake_decode_token(token)
    return user
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get_current_user将会使用一个假的功能函数，以token作为参数并返回user模型。

def fake_decode_token(token):
    return User(
        username=token + "fakedecoded", email="john@example.com", full_name="John Doe"
    )
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完整代码：

from typing import Optional

from fastapi import Depends, FastAPI
from fastapi.security import OAuth2PasswordBearer
from pydantic import BaseModel

app = FastAPI()

oauth2_scheme = OAuth2PasswordBearer(tokenUrl="/token")


class User(BaseModel):
    username: str
    email: Optional[str] = None
    full_name: Optional[str] = None
    disabled: Optional[bool] = None


def fake_decode_token(token):
    return User(
        username=token + "fakedecoded", email="john@example.com", full_name="John Doe"
    )


async def get_current_user(token: str = Depends(oauth2_scheme)):
    user = fake_decode_token(token)
    return user


@app.get("/users/me")
async def read_users_me(current_user: User = Depends(get_current_user)):
    return current_user
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在登陆的路径操作中需要以form格式传入username以及password
scope
客户端还可以传入scope参数，这个参数实际是以空格分隔的多个scope。每一个scope都是string。
他们经常被用于声明特殊的安全权限，eg:
users:read or users:write

OAuth2PasswordRequestForm

from fastapi import Depends, FastAPI, HTTPException, status
from fastapi.security import OAuth2PasswordBearer, OAuth2PasswordRequestForm
from pydantic import BaseModel

fake_users_db = {
    "johndoe": {
        "username": "johndoe",
        "full_name": "John Doe",
        "email": "johndoe@example.com",
        "hashed_password": "fakehashedsecret",
        "disabled": False,
    },
    "alice": {
        "username": "alice",
        "full_name": "Alice Wonderson",
        "email": "alice@example.com",
        "hashed_password": "fakehashedsecret2",
        "disabled": True,
    },
}

app = FastAPI()


def fake_hash_password(password: str):
    return "fakehashed" + password


oauth2_scheme = OAuth2PasswordBearer(tokenUrl="/token")


class User(BaseModel):
    username: str
    email: str = None
    full_name: str = None
    disabled: bool = None


class UserInDB(User):
    hashed_password: str


def get_user(db, username: str):
    if username in db:
        user_dict = db[username]
        return UserInDB(**user_dict)


def fake_decode_token(token):
    # This doesn't provide any security at all
    # Check the next version
    user = get_user(fake_users_db, token)
    return user


async def get_current_user(token: str = Depends(oauth2_scheme)):
    user = fake_decode_token(token)
    if not user:
        raise HTTPException(
            status_code=status.HTTP_401_UNAUTHORIZED,
            detail="Invalid authentication credentials",
            headers={"WWW-Authenticate": "Bearer"},
        )
    return user


async 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")
async def login(form_data: OAuth2PasswordRequestForm = Depends()):
    user_dict = fake_users_db.get(form_data.username)
    if not user_dict:
        raise HTTPException(status_code=400, detail="Incorrect username or password")
    user = UserInDB(**user_dict)
    hashed_password = fake_hash_password(form_data.password)
    if not hashed_password == user.hashed_password:
        raise HTTPException(status_code=400, detail="Incorrect username or password")

    return {"access_token": user.username, "token_type": "bearer"}


@app.get("/users/me")
async def read_users_me(current_user: User = Depends(get_current_active_user)):
    return current_user
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OAuth2PasswordRequestForm是一个声明以下body内容的类依赖：

• username
• password
• 可选scope
• 可选grant_type
• 可选client_id
• 可选client_secret

OAuth2PasswordBearer 使fastapi知道他是安全模式，所以它会被直接加到openapi中，而OAuth2PasswordRequestForm仅仅是一个类依赖，你也可以直接自己声明表单参数。fastapi提供它仅仅是使用起来更简单。