安全 - 第一步

假设后端 API 在某个域。

前端在另一个域，或（移动应用中）在同一个域的不同路径下。

并且，前端要使用后端的 username 与 password 验证用户身份。

固然，FastAPI 支持 OAuth2 身份验证。

但为了节省开发者的时间，不要只为了查找很少的内容，不得不阅读冗长的规范文档。

我们建议使用 FastAPI 的安全工具。

概览

首先，看看下面的代码是怎么运行的，然后再回过头来了解其背后的原理。

创建 main.py

把下面的示例代码复制到 main.py：

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}

运行

说明

先安装 python-multipart。

安装命令： pip install python-multipart。

这是因为 OAuth2 使用表单数据发送 username 与 password。

用下面的命令运行该示例：

查看文档

打开 API 文档： http://127.0.0.1:8000/docs。

界面如下图所示：

Authorize 按钮！

页面右上角出现了一个「Authorize」按钮。

路径操作的右上角也出现了一个可以点击的小锁图标。

点击 Authorize 按钮，弹出授权表单，输入 username 与 password 及其它可选字段：

笔记

目前，在表单中输入内容不会有任何反应，后文会介绍相关内容。

虽然此文档不是给前端最终用户使用的，但这个自动工具非常实用，可在文档中与所有 API 交互。

前端团队（可能就是开发者本人）可以使用本工具。

第三方应用与系统也可以调用本工具。

开发者也可以用它来调试、检查、测试应用。

密码流

现在，我们回过头来介绍这段代码的原理。

Password 流是 OAuth2 定义的，用于处理安全与身份验证的方式（流）。

OAuth2 的设计目标是为了让后端或 API 独立于服务器验证用户身份。

但在本例中，FastAPI 应用会处理 API 与身份验证。

下面，我们来看一下简化的运行流程：

• 用户在前端输入 username 与password，并点击回车
• （用户浏览器中运行的）前端把 username 与password 发送至 API 中指定的 URL（使用 tokenUrl="token" 声明）
• API 检查 username 与password，并用令牌（Token） 响应（暂未实现此功能）：
• 令牌只是用于验证用户的字符串
• 一般来说，令牌会在一段时间后过期
  • 过时后，用户要再次登录
  • 这样一来，就算令牌被人窃取，风险也较低。因为它与永久密钥不同，在绝大多数情况下不会长期有效
• 前端临时将令牌存储在某个位置
• 用户点击前端，前往前端应用的其它部件
• 前端需要从 API 中提取更多数据：
  • 为指定的端点（Endpoint）进行身份验证
  • 因此，用 API 验证身份时，要发送值为 Bearer + 令牌的请求头 Authorization
  • 假如令牌为 foobar，Authorization 请求头就是： Bearer foobar

FastAPI 的 OAuth2PasswordBearer

FastAPI 提供了不同抽象级别的安全工具。

本例使用 OAuth2 的 Password 流以及 Bearer 令牌（Token）。为此要使用 OAuth2PasswordBearer 类。

说明

Beare 令牌不是唯一的选择。

但它是最适合这个用例的方案。

甚至可以说，它是适用于绝大多数用例的最佳方案，除非您是 OAuth2 的专家，知道为什么其它方案更合适。

本例中，FastAPI 还提供了构建工具。

创建 OAuth2PasswordBearer 的类实例时，要传递 tokenUrl 参数。该参数包含客户端（用户浏览器中运行的前端） 的 URL，用于发送 username 与 password，并获取令牌。

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}

提示

在此，tokenUrl="token" 指向的是暂未创建的相对 URL token。这个相对 URL 相当于 ./token。

因为使用的是相对 URL，如果 API 位于 https://example.com/，则指向 https://example.com/token。但如果 API 位于 https://example.com/api/v1/，它指向的就是https://example.com/api/v1/token。

使用相对 URL 非常重要，可以确保应用在遇到使用代理这样的高级用例时，也能正常运行。

该参数不会创建端点或路径操作，但会声明客户端用来获取令牌的 URL /token 。此信息用于 OpenAPI 及 API 文档。

接下来，学习如何创建实际的路径操作。

说明

严苛的 Pythonista 可能不喜欢用 tokenUrl 这种命名风格代替 token_url。

这种命名方式是因为要使用与 OpenAPI 规范中相同的名字。以便在深入校验安全方案时，能通过复制粘贴查找更多相关信息。

oauth2_scheme 变量是 OAuth2PasswordBearer 的实例，也是可调用项。

以如下方式调用：

oauth2_scheme(some, parameters)

因此，Depends 可以调用 oauth2_scheme 变量。

使用

接下来，使用 Depends 把 oauth2_scheme 传入依赖项。

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}

该依赖项使用字符串（str）接收路径操作函数的参数 token 。

FastAPI 使用依赖项在 OpenAPI 概图（及 API 文档）中定义安全方案。

技术细节

FastAPI 使用（在依赖项中声明的）类 OAuth2PasswordBearer 在 OpenAPI 中定义安全方案，这是因为它继承自 fastapi.security.oauth2.OAuth2，而该类又是继承自fastapi.security.base.SecurityBase。

所有与 OpenAPI（及 API 文档）集成的安全工具都继承自 SecurityBase， 这就是为什么 FastAPI 能把它们集成至 OpenAPI 的原因。

实现的操作

FastAPI 校验请求中的 Authorization 请求头，核对请求头的值是不是由 Bearer ＋ 令牌组成， 并返回令牌字符串（str）。

如果没有找到 Authorization 请求头，或请求头的值不是 Bearer ＋ 令牌。FastAPI 直接返回 401 错误状态码（UNAUTHORIZED）。

开发者不需要检查错误信息，查看令牌是否存在，只要该函数能够执行，函数中就会包含令牌字符串。

正如下图所示，API 文档已经包含了这项功能：

目前，暂时还没有实现验证令牌是否有效的功能，不过后文很快就会介绍的。

小结

看到了吧，只要多写三四行代码，就可以添加基础的安全表单。