django-security

# Django 安全最佳实践 针对 Django 应用程序的全面安全指南，旨在抵御常见的漏洞。 ## 何时激活 - 设置 Django 身份认证（Authentication）和授权（Authorization）时 - 实现用户权限和角色时 - 配置生产环境安全设置时 - 审查 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 ### 生产环境设置配置 ```python # settings/production.py import os DEBUG = False # 关键：切勿在生产环境中使用 True ALLOWED_HOSTS = os.environ.get('ALLOWED_HOSTS', '').split(',') # 安全头部（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（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 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', }, ] ``` ## 身份认证（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自定义的用户模型。""" 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。为了更强的安全性： 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 # 会话配置 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 # 更好的用户体验，但安全性略低 ``` ## 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', '可以发布帖子'), ('can_edit_others', '可以编辑他人的帖子'), ] 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 而不是重定向 def get_queryset(self): """仅允许用户编辑自己的帖子。""" 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): # 允许任何请求的读取权限 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): """允许管理员执行任何操作，其他人只读。""" 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', '管理员'), ('moderator', '版主'), ('user', '普通用户'), ] 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'] # 混入类（Mixins） class AdminRequiredMixin: """要求管理员角色的混入类。""" 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) ``` ## SQL 注入防护 ### Django ORM 保护 ```python # 推荐：Django ORM 自动转义参数 def get_user(username): return User.objects.get(username=username) # 安全 # 推荐：在 raw() 中使用参数 def search_users(query): return User.objects.raw('SELECT * FROM users WHERE username = %s', [query]) # 错误：切勿直接插值用户输入 def get_user_bad(username): return User.objects.raw(f'SELECT * FROM users WHERE username = {username}') # 存在漏洞！ # 推荐：使用带有正确转义的 filter def get_users_by_email(email): return User.objects.filter(email__iexact=email) # 安全 # 推荐：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 ``` ### 使用 raw() 时的额外安全措施 ```python # 如果必须使用原生 SQL，请务必使用参数 User.objects.raw( 'SELECT * FROM users WHERE email = %s AND status = %s', [user_input_email, status] ) ``` ## XSS 防护 ### 模板转义 ```django {# Django 默认自动转义变量 - 安全 #} {{ user_input }} {# 已转义的 HTML #} {# 仅对受信任的内容显式标记为 safe #} {{ trusted_html|safe }} {# 未转义 #} {# 使用模板过滤器以获得安全的 HTML #} {{ user_input|escape }} {# 与默认值相同 #} {{ user_input|striptags }} {# 移除所有 HTML 标签 #} {# JavaScript 转义 #} <script> var username = {{ username|escapejs }}; </script> ``` ### 安全字符串处理 ```python from django.utils.safestring import mark_safe from django.utils.html import escape # 错误：在没有转义的情况下，切勿将用户输入标记为 safe def render_bad(user_input): return mark_safe(user_input) # 存在漏洞！ # 推荐：先转义，然后标记为 safe def render_good(user_input): return mark_safe(escape(user_input)) # 推荐：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 头部 ```python # settings.py SECURE_CONTENT_TYPE_NOSNIFF = True # 防止 MIME 嗅探 SECURE_BROWSER_XSS_FILTER = True # 启用 XSS 过滤器 X_FRAME_OPTIONS = 'DENY' # 防止点击劫持 # 自定义中间件 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' # 在某些情况下防止 CSRF CSRF_TRUSTED_ORIGINS = ['https://example.com'] # 受信任的域 # 模板用法 <form method="post"> {% csrf_token %} {{ form.as_p }} <button type="submit">提交</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) }); ``` ### 豁免视图（请谨慎使用） ```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('不支持的文件扩展名。') def validate_file_size(value): """验证文件大小（最大 5MB）。""" filesize = value.size if filesize > 5 * 1024 * 1024: raise ValidationError('文件过大。最大限制为 5MB。') # models.py class Document(models.Model): file = models.FileField( upload_to='documents/', validators=[validate_file_extension, validate_file_size] ) ``` ### 安全文件存储 ```python # settings.py MEDIA_ROOT = '/var/www/media/' MEDIA_URL = '/media/' # 生产环境中使用独立的媒体文件域名 MEDIA_DOMAIN = 'https://media.example.com' # 不要直接提供用户上传的文件 # 对静态文件使用 whitenoise 或 CDN # 对媒体文件使用独立服务器或 S3 ``` ## API 安全 ### 速率限制（Rate Limiting） ```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', } } # 自定义节流（Throttle） from rest_framework.throttling import UserRateThrottle class BurstRateThrottle(UserRateThrottle): scope = 'burst' rate = '60/min' class SustainedRateThrottle(UserRateThrottle): scope = 'sustained' rate = '1000/day' ``` ### API 身份认证 ```python # settings.py REST_FRAMEWORK = { 'DEFAULT_AUTHENTICATION_CLASSES': [ 'rest_framework.authentication.TokenAuthentication', 'rest_framework.authentication.SessionAuthentication', 'rest_framework_simplejwt.authentication.JWTAuthentication', ],