Pyhton专项进阶——http协议、cookie、session和认证-3-编程知识

关于cookie的报文首部相关属性熟悉后，下面就是实际应用。

使用cookie实现用户登录验证（初步）：

思路（一）：显示登录页面，输入用户和密码，后端验证，如果验证通过，则登录成功，响应报文中将用户、密码写入cookie，访问其他页面时，通过cookie获取用户信息，能够获取，则直接访问页面，不能获取，则跳转至登录页面。

细节再加工：第一次登录成功后，在cookie的有效时间内，再次访问（登录页面），不显示登录页面直接跳转至主页面（登录用户还有效）

代码：cookiedemo.py

from bottle import template, Bottle,request,response,redirect
import os,time,datetime
import bottle
bottle.TEMPLATE_PATH.append(os.path.abspath(os.path.join(os.path.dirname(__file__), "templates")))
root = Bottle()@root.route('/login/',method=["GET","POST"])
# 装饰器，定义了URL，即/hello/这个url由index这个函数来处理，就是路由系统
def login():message=""if request.method == "GET":# GET方法请求时，也判断是否已登录，即cookie是否保存用户名和密码username=request.get_cookie("username")password=request.get_cookie("passwd")if username == "root" and password == "222222":# 如果cookie存在对用的用户和密码，则直接跳转到index主页面redirect("/index/")else:   # 否则，打开登录页面return template("login.html")else: # 对于POST方法，是登录过程，要获取用户名和密码username = request.POST.get("user")password = request.POST.get("pwd")print(username,password)if not username:message = "用户名不能为空"print(message)return template("login.html",msg=message)else:print("查询用户名是否存在，密码是否匹配：")print("select username,password from user where username=username and password=password")if username == "root" and password == "222222":print("用户存在，登录成功，写入cookie")response.set_cookie("username","root",max_age=50,path="/")response.set_cookie("passwd","222222",max_age=50,path="/")redirect("/index/")else:message = "用户名或密码错误！"print(message)return template("login.html",msg=message)@root.route('/index/')
def index():username=request.get_cookie('username')passward=request.get_cookie('passwd')if username != "root" or passward != "222222":redirect('/login/')else:return template("index.html",username=username)@root.route("/content1.html")
def cont1():username=request.get_cookie('username')passward=request.get_cookie('passwd')if username != "root" or passward != "222222":redirect('/login/')else:return template("content1.html",username=username)@root.route("/content2.html")
def cont2():username=request.get_cookie('username')passward=request.get_cookie('passwd')if username != "root" or passward != "222222":redirect('/login/')else:return template("content2.html",username=username)root.run(host='localhost', port=8080)

<!-- login.html -->
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head><meta charset="UTF-8"><title>Title</title>
</head>
<body><h1>Bottle登录</h1><form action="/login/" method="post"><input type="text" name="user" placeholder="用户名"><input type="password" name="pwd" placeholder="密码"><input type="submit" value="提交"><span style="color: red">{{get('msg','')}}</span></form>
</body>
</html><!-- index.html -->
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head><meta charset="UTF-8"><title>Title</title>
</head>
<body><h1>业务主页面</h1><hr/><span style="color: green">登录用户：{{get('username','')}}</span><br><a href="/content1.html">业务一</a><br><a href="/content2.html">业务二</a>
</body>
</html><!-- content1.html -->
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head><meta charset="UTF-8"><title>Title</title>
</head>
<body><h1>业务一主页</h1>----{{get("username","")}}
</body>
</html>

上面的实现，存在的问题有：

在cookie有效期内，每次访问都发送用户名和密码，并且是明码，安全性差，被截获的可能性很大；
判断是否登录的代码重复出现；

解决发送明码用户名和密码的问题，可以使用加密的方法，将用户名和密码改为加密字符串保存到cookie中，使用这个串来验证用户；代码重复的问题，可以将相关代码抽取，形成单独的函数，做成装饰器。

解决安全性，使用md5加密：

from bottle import template, Bottle,request,response,redirect
import os,time,datetime
import bottle
from hashlib import md5bottle.TEMPLATE_PATH.append(os.path.abspath(os.path.join(os.path.dirname(__file__), "templates")))
root = Bottle()
userdb={"root":"222222","admin":"333333"}  # 模拟用户数据库
md5db={}# 数据示例如下：# {"md5":{"username":"",#          "is_login":True,#          "expiredate":""}}  # 登录后保存用户信息def myauth(username,passwd):# 模拟用户验证，存在用户且密码正确，返回Trueif userdb.get(username) == passwd:return Trueelse:return Falsedef mymd5(md5val=None):# 产生MD5值，操作md5db，用户登录成功后，保存相关信息#nowtime = datetime.datetime.utcfromtimestamp(time.time())if md5val in md5db.keys():tem = md5db[md5val]if tem['is_login'] == True and tem['expiredate'] > nowtime:md5val_new = md5(((tem['username']+str(nowtime)).encode('utf-8'))).hexdigest()md5db[md5val]['expiredate']= datetime.datetime.utcfromtimestamp(time.time() + 60)md5db[md5val_new] = md5db.pop(md5val)return [md5val_new,md5db[md5val_new]]else:return None@root.route('/login/',method=["GET","POST"])
# 装饰器，定义了URL，即/hello/这个url由index这个函数来处理，就是路由系统
def login():message=""if request.method == "GET":md5val=request.get_cookie('hashval')tem = mymd5(md5val=md5val)if tem:response.set_cookie("hashval",tem[0])return redirect("/index/")else:   # 否则，打开登录页面return template("login.html")else: # 对于POST方法，是登录过程，要获取用户名和密码username = request.POST.get("user")password = request.POST.get("pwd")if not username:message = "用户名不能为空"print(message)return template("login.html",msg=message)else:print("查询用户名是否存在，密码是否匹配：")if myauth(username,password):print("用户存在，登录成功，写入cookie")nowtime = datetime.datetime.utcfromtimestamp(time.time() + 60)md5val_new = md5((username + str(nowtime)).encode('utf-8')).hexdigest()md5db[md5val_new]={'username':username,'is_login':True,'expiredate':nowtime}response.set_cookie('hashval',md5val_new,expires=nowtime,path='/')return redirect("/index/")else:message = "用户名或密码错误！"print(message)return template("login.html",msg=message)@root.route('/index/')
def index():md5val = request.get_cookie("hashval")tem = mymd5(md5val)if tem:md5val_new = tem[0]expiredate = tem[1]['expiredate']response.set_cookie('hashval',md5val_new,expires=expiredate,path='/')return template("index.html",username=tem[1]['username'])else:return redirect("/login/")@root.route("/content1.html")
def cont1():md5val = request.get_cookie("hashval")tem = mymd5(md5val)if tem:md5val_new = tem[0]expiredate = tem[1]['expiredate']response.set_cookie('hashval',md5val_new,expires=expiredate,path='/')return template("content1.html", username=tem[1]['username'])else:return redirect("/login/")@root.route("/content2.html")
def cont2():md5val = request.get_cookie("hashval")tem = mymd5(md5val)if tem:md5val_new = tem[0]expiredate = tem[1]['expiredate']response.set_cookie('hashval',md5val_new,expires=expiredate,path='/')return template("content2.html", username=tem[1]['username'])else:return redirect("/login/")root.run(host='localhost', port=8080)

这样，cookie传递的是用户md5后的散列值，并且每次请求都不一样，一定程度上解决了用户、密码安全性问题。

解决重复问题，使用装饰器：

from bottle import template, Bottle,request,response,redirect
import os,time,datetime
import bottle
from hashlib import md5bottle.TEMPLATE_PATH.append(os.path.abspath(os.path.join(os.path.dirname(__file__), "templates")))
root = Bottle()
userdb={"root":"222222","admin":"333333"}
md5db={}# 键值对示例如下：# {"md5":{"username":"",#           "is_login":True,#           "expiredate":""}}def myauth(username,passwd):# 模拟用户验证，存在用户且密码正确，返回Trueif userdb.get(username) == passwd:return Trueelse:return Falsedef mymd5(md5val=None):# 产生MD5值，操作md5db，用户登录成功后，保存相关信息#nowtime = datetime.datetime.utcfromtimestamp(time.time())if md5val in md5db.keys():tem = md5db[md5val]if tem['is_login'] == True and tem['expiredate'] > nowtime:md5val_new = md5(((tem['username']+str(nowtime)).encode('utf-8'))).hexdigest()md5db[md5val]['expiredate']= datetime.datetime.utcfromtimestamp(time.time() + 60)md5db[md5val_new] = md5db.pop(md5val)return [md5val_new,md5db[md5val_new]]else:return None
tem = None
def logindecorator(f):print("装饰器")def inner(*args,**kwargs):global temmd5val = request.get_cookie('hashval')tem = mymd5(md5val)print("执行函数：",f.__name__)print("===>", tem)if tem:response.set_cookie("hashval",tem[0],expires=tem[1]['expiredate'],path="/")return f()  # 注意，这里必须使用returnelse:redirect("/login/")return inner@root.route('/login/',method=["GET","POST"])
# 装饰器，定义了URL，即/hello/这个url由index这个函数来处理，就是路由系统
def login():message=""if request.method == "GET":md5val=request.get_cookie('hashval')tem = mymd5(md5val=md5val)if tem:response.set_cookie("hashval",tem[0])return redirect("/index/")else:   # 否则，打开登录页面return template("login.html")else: # 对于POST方法，是登录过程，要获取用户名和密码username = request.POST.get("user")password = request.POST.get("pwd")if not username:message = "用户名不能为空"print(message)return template("login.html",msg=message)else:print("查询用户名是否存在，密码是否匹配：")if myauth(username,password):print("用户存在，登录成功，写入cookie")nowtime = datetime.datetime.utcfromtimestamp(time.time() + 60)md5val_new = md5((username + str(nowtime)).encode('utf-8')).hexdigest()md5db[md5val_new]={'username':username,'is_login':True,'expiredate':nowtime}response.set_cookie('hashval',md5val_new,expires=nowtime,path='/')return redirect("/index/")else:message = "用户名或密码错误！"print(message)return template("login.html",msg=message)@root.route('/index/')
@logindecorator
def index():return template("index.html", username=tem[1]['username'])@root.route("/content1.html")
@logindecorator
def cont1():return template("content1.html", username=tem[1]['username'])@root.route("/content2.html")
@logindecorator
def cont2():return template("content2.html", username=tem[1]['username'])root.run(host='localhost', port=8080)

如此，重复的问题也解决了。

关于session：

Cookie是一种记录客户状态的机制，如前面的例子，用户信息保存在客户端，而Session是另一种记录客户状态的机制，不同于Cookie的是，Session将用户信息保存在服务器上。客户端浏览器访问服务器的时候，服务器把客户端信息以某种形式记录在服务器上。这就是Session。客户端浏览器再次访问时只需要从该Session中查找该客户的状态就可以了。

如果说Cookie机制是通过检查客户身上的“通行证”来确定客户身份的话，那么Session机制就是通过检查服务器上的“客户明细表”来确认客户身份。Session相当于程序在服务器上建立的一份客户档案，客户来访的时候只需要查询客户档案表就可以了。服务器要查询客户档案，也需要一个标识，这个标识是服务器在建立session是生成的一个字符串（加密的），然后保存到客户端的cookie。所以，session也需要使用cookie。

Session 代表着服务器和客户端一次会话的过程。Session 对象存储：特定用户会话所需的属性及配置信息。这样，当用户在应用程序的 Web 页之间跳转时，存储在 Session 对象中的变量将不会丢失，而是在整个用户会话中一直存在下去。当客户端关闭会话，或者 Session 超时失效时会话结束。

如下示例：

from flask import Flask,render_template,redirect,request,make_response,session,url_forapp = Flask(__name__)
app.config.update(SECRET_KEY=b'qwe123!@#1qazxsw23edcvfr')@app.route('/')
def hello_world():return 'Hello World!'
@app.route('/login/',methods=['GET','POST'])
def login():if request.method == 'POST':session['user'] = request.form.get('user')  # 设置session内容return redirect('/index/')else:return render_template('login.html')
@app.route('/index/')
def index():print(session)return render_template('index.html')if __name__ == '__main__':app.run()

在后台打印的结果：<SecureCookieSession {'user': 'root'}>

通过抓包，可以发现，所谓的session就是在cookie中保存了一个key为session，value是加密字符串的东西，而在服务器端，保存了对应的用户信息，就是SecureCookieSession对象，其中保存了user：root这个信息，通过session的值，就能找到这个对象及其相关信息。

所以，在前面cookie的例子中，实现的其实就是session的功能，md5db就相当于服务器端的session信息库，mymd5（）就是服务器实现session的功能函数，保存到cookie中的hashval，就是这里的写入cookie的session。只不过这里session的实现更全面，考虑的东西更多。

测试session过期时间：

from flask import Flask,render_template,redirect,request,make_response,session,url_for
from datetime import timedelta
app = Flask(__name__)
app.config.update(SECRET_KEY=b'qwe123!@#1qazxsw23edcvfr')
userdb = {"root":"1","admin":"2"}def myauth(username,password):if userdb.get(username) == password:return Trueelse:return False@app.route('/')
def hello_world():return 'Hello World!'
@app.route('/login/',methods=['GET','POST'])
def login():if request.method == 'POST':username = request.form.get('user')password = request.form.get('pwd')if myauth(username,password):session['username'] = username  # 设置session内容session['is_login'] = Truesession.permanent = Trueapp.permanent_session_lifetime = timedelta(seconds=50)return redirect('/index/')else:return render_template('login.html')else:return render_template('login.html')
@app.route('/index/')
def index():print("获取的session内容：",session.get('is_login'))return render_template('index.html')if __name__ == '__main__':app.run()

通过session.permanent=True和app.permanent_session_lifetime，可以设置session有效时间，这里设置为50秒，然后可以看一下cookie的设置及后台打印结果：

get访问login时：

响应报文没有写cookie，登录：

因为是redirect，进行了两次请求，POST方法的login，以及GET方法的index

login的cookie被写入session键及值，过期时间是当前时间+50秒

index请求头中携带了cookie，即login过程中的session键值对。

后台打印：

session没有过期，所以获取了session内容。

50秒后，重新刷新index，没有cookie被发送，后台打印

如果在有效期内，刷新login或index，则会重复生成新的session键值对，并写入cookie，过期时间也会重新生成，在当前时间加上50秒。这跟前面测试cookie时自己写的模拟程序mymd5（）功能一样。

加上装饰器，对是否登录进行自动判定：

from flask import Flask,render_template,redirect,request,make_response,session,url_for
from datetime import timedelta
app = Flask(__name__)
app.config.update(SECRET_KEY=b'qwe123!@#1qazxsw23edcvfr')
userdb = {"root":"1","admin":"2"}def myauth(username,password):if userdb.get(username) == password:return Trueelse:return False@app.route('/')
def hello_world():return 'Hello World!'def logindecorator(f):def inner(*args,**kwargs):if session.get('is_login'):return f()else:return redirect('/login/')return inner@app.route('/login/',methods=['GET','POST'])
def login():if request.method == 'POST':username = request.form.get('user')password = request.form.get('pwd')if myauth(username,password):session['username'] = username  # 设置session内容session['is_login'] = Truesession.permanent = Trueapp.permanent_session_lifetime = timedelta(seconds=50)return redirect('/index/')else:return render_template('login.html')else:if session.get('is_login'):return redirect('/index/')else:return render_template('login.html')@app.route('/index/')
@logindecorator
def index():print("获取的session内容：",session.get('is_login'))return render_template('index.html',username=session.get('username'))if __name__ == '__main__':app.run()

至此，使用cookie与session的原理与流程大体搞明白了。