django-security

# Django 安全最佳实践 针对 Django 应用程序的全面安全指南，旨在防范常见脆弱性。 ## 何时激活 - 配置 Django 身份验证（Authentication）与授权（Authorization）时 - 实现用户权限与角色（Role）时 - 配置生产环境安全设置时 - 审计 Django 应用程序的安全问题时 - 将 Django 应用程序部署到生产环境时 ## 核心安全设置 ### 生产环境配置 ```python # settings/production.py import os DEBUG = False # 重要：在生产环境中绝对不要设置为 True ALLOWED_HOSTS = os.environ.get('ALLOWED_HOSTS', '').split(',') # 安全响应头（Security Headers） SECURE_SSL_REDIRECT = True SESSION_COOKIE_SECURE = True CSRF_COOKIE_SECURE = True SECURE_HSTS_SECONDS = 31536000 # 1年 SECURE_HSTS_INCLUDE_SUBDOMAINS = True SECURE_HSTS_PRELOAD = True SECURE_CONTENT_TYPE_NOSNIFF = True SECURE_BROWSER_XSS_FILTER = True X_FRAME_OPTIONS = 'DENY' # HTTPS 与 Cookie SESSION_COOKIE_HTTPONLY = True CSRF_COOKIE_HTTPONLY = True SESSION_COOKIE_SAMESITE = 'Lax' CSRF_COOKIE_SAMESITE = 'Lax' # 密钥（SECRET_KEY，必须通过环境变量设置） SECRET_KEY = os.environ.get('DJANGO_SECRET_KEY') if not SECRET_KEY: raise ImproperlyConfigured('DJANGO_SECRET_KEY environment variable is required') # 密码校验（Password Validation） AUTH_PASSWORD_VALIDATORS = [ { 'NAME': 'django.contrib.auth.password_validation.UserAttributeSimilarityValidator', }, { 'NAME': 'django.contrib.auth.password_validation.MinimumLengthValidator', 'OPTIONS': { 'min_length': 12, } }, { 'NAME': 'django.contrib.auth.password_validation.CommonPasswordValidator', }, { 'NAME': 'django.contrib.auth.password_validation.NumericPasswordValidator', }, ] ``` ## 身份验证（Authentication） ### 自定义用户模型（Custom User Model） ```python # apps/users/models.py from django.contrib.auth.models import AbstractUser from django.db import models class User(AbstractUser): """为了更好的安全性而定义的自定义用户模型。""" email = models.EmailField(unique=True) phone = models.CharField(max_length=20, blank=True) USERNAME_FIELD = 'email' # 使用邮箱作为用户名 REQUIRED_FIELDS = ['username'] class Meta: db_table = 'users' verbose_name = 'User' verbose_name_plural = 'Users' def __str__(self): return self.email # settings/base.py AUTH_USER_MODEL = 'users.User' ``` ### 密码哈希（Password Hashing） ```python # Django 默认使用 PBKDF2。为了更高的安全性： PASSWORD_HASHERS = [ 'django.contrib.auth.hashers.Argon2PasswordHasher', 'django.contrib.auth.hashers.PBKDF2PasswordHasher', 'django.contrib.auth.hashers.PBKDF2SHA1PasswordHasher', 'django.contrib.auth.hashers.BCryptSHA256PasswordHasher', ] ``` ### 会话管理（Session Management） ```python # 会话设置 SESSION_ENGINE = 'django.contrib.sessions.backends.cache' # 或 'db' SESSION_CACHE_ALIAS = 'default' SESSION_COOKIE_AGE = 3600 * 24 * 7 # 1 周 SESSION_SAVE_EVERY_REQUEST = False SESSION_EXPIRE_AT_BROWSER_CLOSE = False # 较好的用户体验（UX），但安全性较低 ``` ## 授权（Authorization） ### 权限（Permissions） ```python # models.py from django.db import models from django.contrib.auth.models import Permission class Post(models.Model): title = models.CharField(max_length=200) content = models.TextField() author = models.ForeignKey(User, on_delete=models.CASCADE) class Meta: permissions = [ ('can_publish', 'Can publish posts'), ('can_edit_others', 'Can edit posts of others'), ] def user_can_edit(self, user): """检查用户是否可以编辑此帖子。""" return self.author == user or user.has_perm('app.can_edit_others') # views.py from django.contrib.auth.mixins import LoginRequiredMixin, PermissionRequiredMixin from django.views.generic import UpdateView class PostUpdateView(LoginRequiredMixin, PermissionRequiredMixin, UpdateView): model = Post permission_required = 'app.can_edit_others' raise_exception = True # 返回 403 错误而非重定向 def get_queryset(self): """确保用户只能编辑自己的帖子。""" return Post.objects.filter(author=self.request.user) ``` ### 自定义权限 ```python # permissions.py from rest_framework import permissions class IsOwnerOrReadOnly(permissions.BasePermission): """仅允许所有者编辑对象。""" def has_object_permission(self, request, view, obj): # 向所有请求授予读取权限 if request.method in permissions.SAFE_METHODS: return True # 仅所有者拥有写入权限 return obj.author == request.user class IsAdminOrReadOnly(permissions.BasePermission): """管理员拥有全部权限，其他用户仅限读取。""" def has_permission(self, request, view): if request.method in permissions.SAFE_METHODS: return True return request.user and request.user.is_staff class IsVerifiedUser(permissions.BasePermission): """仅允许已验证的用户。""" def has_permission(self, request, view): return request.user and request.user.is_authenticated and request.user.is_verified ``` ### 基于角色的访问控制（RBAC） ```python # models.py from django.contrib.auth.models import AbstractUser, Group class User(AbstractUser): ROLE_CHOICES = [ ('admin', 'Administrator'), ('moderator', 'Moderator'), ('user', 'Regular User'), ] role = models.CharField(max_length=20, choices=ROLE_CHOICES, default='user') def is_admin(self): return self.role == 'admin' or self.is_superuser def is_moderator(self): return self.role in ['admin', 'moderator'] # Mixin class AdminRequiredMixin: """要求管理员角色的 Mixin。""" def dispatch(self, request, *args, **kwargs): if not request.user.is_authenticated or not request.user.is_admin(): from django.core.exceptions import PermissionDenied raise PermissionDenied return super().dispatch(request, *args, **kwargs) ``` ## 防止 SQL 注入（SQL Injection） ### Django ORM 防护 ```python # 推荐：Django ORM 会自动对参数进行转义 def get_user(username): return User.objects.get(username=username) # 安全 # 推荐：在 raw() 中使用参数化查询 def search_users(query): return User.objects.raw('SELECT * FROM users WHERE username = %s', [query]) # 不推荐：不要直接拼接用户输入 def get_user_bad(username): return User.objects.raw(f'SELECT * FROM users WHERE username = {username}') # 存在脆弱性！ # 推荐：配合适当的转义使用 filter def get_users_by_email(email): return User.objects.filter(email__iexact=email) # 安全 # 推荐：针对复杂查询使用 Q 对象 from django.db.models import Q def search_users_complex(query): return User.objects.filter( Q(username__icontains=query) | Q(email__icontains=query) ) # 安全 ``` ### raw() 中的额外安全措施 ```python # 必须使用原始 SQL 时，务必始终使用参数化查询 User.objects.raw( 'SELECT * FROM users WHERE email = %s AND status = %s', [user_input_email, status] ) ``` ## 防止跨站脚本攻击（XSS） ### 模板转义（Template Escaping） ```django {# Django 默认会自动对变量进行转义 - 安全 #} {{ user_input }} {# 已转义的 HTML #} {# 仅将受信任的内容显式标记为安全（safe） #} {{ trusted_html|safe }} {# 不会被转义 #} {# 为了生成的 HTML 安全，请使用模板过滤器 #} {{ user_input|escape }} {# 与默认行为一致 #} {{ user_input|striptags }} {# 删除所有 HTML 标签 #} {# JavaScript 转义 #} <script> var username = {{ username|escapejs }}; </script> ``` ### 安全的字符串处理 ```python from django.utils.safestring import mark_safe from django.utils.html import escape # 不推荐：不要在未转义的情况下将用户输入标记为安全 def render_bad(user_input): return mark_safe(user_input) # 存在脆弱性！ # 推荐：先转义，再标记为安全 def render_good(user_input): return mark_safe(escape(user_input)) # 推荐：针对包含变量的 HTML 使用 format_html from django.utils.html import format_html def greet_user(username): return format_html('<span class="user">{}</span>', escape(username)) ``` ### HTTP 响应头 ```python # settings.py SECURE_CONTENT_TYPE_NOSNIFF = True # 防止 MIME 类型嗅探 SECURE_BROWSER_XSS_FILTER = True # 启用 XSS 过滤器 X_FRAME_OPTIONS = 'DENY' # 防止点击劫持（Clickjacking） # 自定义中间件（Middleware） from django.conf import settings class SecurityHeaderMiddleware: def __init__(self, get_response): self.get_response = get_response def __call__(self, request): response = self.get_response(request) response['X-Content-Type-Options'] = 'nosniff' response['X-Frame-Options'] = 'DENY' response['X-XSS-Protection'] = '1; mode=block' response['Content-Security-Policy'] = "default-src 'self'" return response ``` ## CSRF 防护 ### 默认 CSRF 防护 ```python # settings.py - CSRF 默认已启用 CSRF_COOKIE_SECURE = True # 仅通过 HTTPS 发送 CSRF_COOKIE_HTTPONLY = True # 防止 JavaScript 访问 CSRF_COOKIE_SAMESITE = 'Lax' # 在某些场景下防止 CSRF CSRF_TRUSTED_ORIGINS = ['https://example.com'] # 受信任的来源 # 在模板中使用 <form method="post"> {% csrf_token %} {{ form.as_p }} <button type="submit">Submit</button> </form> # AJAX 请求 function getCookie(name) { let cookieValue = null; if (document.cookie && document.cookie !== '') { const cookies = document.cookie.split(';'); for (let i = 0; i < cookies.length; i++) { const cookie = cookies[i].trim(); if (cookie.substring(0, name.length + 1) === (name + '=')) { cookieValue = decodeURIComponent(cookie.substring(name.length + 1)); break; } } } return cookieValue; } fetch('/api/endpoint/', { method: 'POST', headers: { 'X-CSRFToken': getCookie('csrftoken'), 'Content-Type': 'application/json', }, body: JSON.stringify(data) }); ``` ### 视图豁免（慎重使用） ```python from django.views.decorators.csrf import csrf_exempt @csrf_exempt # 仅在绝对必要时使用！ def webhook_view(request): # 来自外部服务的 Webhook pass ``` ## 文件上传安全 ### 文件验证 ```python import os from django.core.exceptions import ValidationError def validate_file_extension(value): """验证文件扩展名。""" ext = os.path.splitext(value.name)[1] valid_extensions = ['.jpg', '.jpeg', '.png', '.gif', '.pdf'] if not ext.lower() in valid_extensions: raise ValidationError('Unsupported file extension.') def validate_file_size(value): """验证文件大小（最大 5MB）。""" filesize = value.size if filesize > 5 * 1024 * 1024: raise ValidationError('File too large. Max size is 5MB.') # models.py class Document(models.Model): file = models.FileField( upload_to='documents/', validators=[validate_file_extension, validate_file_size] ) ``` ### 安全的文件存储 ```python # settings.py MEDIA_ROOT = '/var/www/media/' MEDIA_URL = '/media/' # 在生产环境中为媒体文件使用独立域名 MEDIA_DOMAIN = 'https://media.example.com' # 不要直接提供用户上传的文件 # 静态文件请使用 whitenoise 或 CDN # 媒体文件请使用独立服务器或 S3 ``` ## API 安全 ### 速率限制（Rate Limiting / Throttling） ```python # settings.py REST_FRAMEWORK = { 'DEFAULT_THROTTLE_CLASSES': [ 'rest_framework.throttling.AnonRateThrottle', 'rest_framework.throttling.UserRateThrottle' ], 'DEFAULT_THROTTLE_RATES': { 'anon': '100/day', 'user': '1000/day', 'upload': '10/hour', } } # 自定义频率限制（Throttle） from rest_framework.throttling import UserRateThrottle class BurstRateThrottle(UserRateThrottle): scope = 'burst' rate = '60/min' class SustainedRateThrottle(UserRateThrottle): scope = 'sustained' rate = '1000/day' ``` ### API 身份验证 ```python # settings.py REST_FRAMEWORK = { 'DEFAULT_AUTHENTICATION_CLASSES': [ 'rest_framework.authentication.TokenAuthentication', 'rest_framework.authentication.SessionAuthentication', 'rest_framework_simplejwt.authentication.JWTAuthentication', ],