Django 5实用指南（十三）安全性与防护

随着Web应用的普及，安全性问题越来越成为开发者关注的重点。Django5为Web开发者提供了强大的安全防护功能，可以帮助开发者防范常见的Web攻击，如SQL注入、跨站脚本攻击（XSS）、跨站请求伪造（CSRF）等。本章将深入讲解Django5的安全机制，如何防止这些攻击，并通过实际代码演示防护措施。

13.1 防止SQL注入

SQL注入攻击是Web应用中最常见的安全漏洞之一，攻击者可以通过恶意构造SQL语句来操作数据库，泄露敏感数据或者破坏数据。Django的ORM（对象关系映射）系统能够有效防止SQL注入。

13.1.1 使用ORM避免SQL注入

Django的ORM通过自动生成SQL语句，避免了手动拼接SQL查询，这本身就大大减少了SQL注入的风险。以下是一个使用Django ORM的安全查询示例：

# 正确示例：使用Django ORM查询数据from myapp.models import User

# 查询用户名为"john"的用户

user = User.objects.get(username='john')

通过Django ORM，查询是通过内部的SQL生成系统处理的，避免了开发者手动拼接SQL语句的情况。因此，这种方式不会受到SQL注入的影响。

13.1.2 错误示例：拼接SQL查询

如果不使用ORM，而是手动拼接SQL语句，就容易遭遇SQL注入攻击。以下是一个错误的示例：

# 错误示例：拼接SQL查询

from django.db import connection

def get_user_by_username(username):
    cursor = connection.cursor()

    cursor.execute(f"SELECT * FROM myapp_user WHERE username = '{username}'")

    return cursor.fetchall()

在这个示例中，username直接插入到SQL语句中，如果用户输入恶意内容，如 john' OR 1=1 --，就会导致SQL注入攻击。因此，永远不要手动拼接SQL查询，而是使用Django的ORM。

13.2 防止XSS攻击

跨站脚本攻击（XSS）是指攻击者将恶意的JavaScript代码插入到网页中，利用浏览器执行这些代码。Django5的模板系统默认会自动对用户输入进行转义，从而有效防止XSS攻击。

13.2.1 自动转义

Django的模板引擎会对所有动态生成的HTML内容进行转义，以防止注入恶意的JavaScript代码。例如：

<!-- 模板文件 --><p>{{ user_input }}</p>

假设user_input是用户输入的数据，如果用户输入的是 <script>alert('XSS Attack!');</script>，Django会自动转义，并输出：

<p><script>alert('XSS Attack!');</script></p>

这样，用户输入的恶意代码不会被执行，而是作为普通文本显示在页面上，避免了XSS攻击。

13.2.2 手动禁用转义

如果你确实需要在某些情况下渲染未转义的HTML内容，可以使用safe过滤器。以下是一个示例：

<!-- 模板文件 --><p>{{ user_input|safe }}</p>

如果user_input包含HTML标签或JavaScript代码，这些内容将不会被转义并直接渲染到页面上。但是，请谨慎使用safe过滤器，避免引发XSS攻击。

13.3 防止CSRF攻击

跨站请求伪造（CSRF）是一种攻击方式，攻击者诱使已登录的用户访问恶意链接，从而在不知情的情况下执行某些操作。Django5提供了强大的防CSRF保护机制，通过CSRF token验证来防止这种攻击。

13.3.1 启用CSRF保护

Django默认启用CSRF防护。每当一个用户请求一个页面时，Django会自动为该页面生成一个CSRF token，并将其嵌入到页面的表单中。以下是一个使用Django模板系统生成CSRF token的示例：

<!-- 模板文件 -->
<form method="post">
    {% csrf_token %}

    <input type="text" name="username" />

    <button type="submit">Submit</button>
</form>

在这个表单中，{% csrf_token %}模板标签会生成一个隐藏的<input>字段，该字段包含CSRF token。在用户提交表单时，Django会自动验证请求中的CSRF token是否与服务器端存储的一致，从而防止CSRF攻击。

13.3.2 关闭CSRF保护（不推荐）

在某些特殊情况下，可能会有不需要CSRF保护的需求。你可以通过@csrf_exempt装饰器禁用某个视图的CSRF保护。以下是禁用CSRF保护的示例：

from django.views.decorators.csrf import csrf_exempt
from django.http import HttpResponse

@csrf_exemptdef my_view(request):
    return HttpResponse("This view does not require CSRF protection.")

注意：禁用CSRF保护可能会使应用更容易受到攻击，因此只有在确保安全的情况下才使用此方法。

13.4 防止Clickjacking攻击

Clickjacking攻击是指攻击者将恶意网页嵌套在透明的iframe中，诱使用户点击页面上的按钮或链接，执行不安全的操作。Django提供了防止Clickjacking的功能，可以通过X-Frame-Options响应头来防止网页被嵌入到iframe中。

13.4.1 启用Clickjacking防护

Django的默认设置已经启用了Clickjacking防护。在settings.py中，X_FRAME_OPTIONS配置项用于控制网页是否可以嵌入iframe中：

# settings.py

X_FRAME_OPTIONS = 'DENY'  # 不允许该网页被嵌入到任何iframe中

你还可以使用其他选项来控制允许嵌入的来源：

• X_FRAME_OPTIONS = 'SAMEORIGIN'：允许同一来源的网页嵌入iframe。
• X_FRAME_OPTIONS = 'ALLOW-FROM <url>'：允许指定的URL嵌入iframe。

13.5 密码存储与加密

Django5使用PBKDF2算法（也可以选择其他算法，如Argon2）来安全地存储用户密码。通过这种方式，密码不会以明文形式存储在数据库中，而是以加密后的形式进行存储。

13.5.1 密码加密存储

Django默认使用User模型中的password字段来存储用户密码。你可以通过Django的set_password()方法设置用户的密码，并通过check_password()方法验证密码。

# 创建用户并设置密码
from django.contrib.auth.models import User

user = User.objects.create(username='john')

user.set_password('my_secure_password')

user.save()

# 验证密码
if user.check_password('my_secure_password'):
    print("Password is correct")else:

    print("Password is incorrect")

Django会自动将密码加密存储在数据库中，确保密码的安全性。

13.6 小结

本章详细介绍了Django5的安全性机制，并讲解了如何防范常见的Web攻击，包括SQL注入、XSS、CSRF、Clickjacking等。Django5提供了强大的安全防护措施，可以帮助开发者构建安全的Web应用。通过合理配置Django的安全功能，并遵循最佳安全实践，我们可以有效地减少Web应用面临的安全风险。