零基础学python（第二版）
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用tornado做网站(5)

2018-02-24 15:48 更新

模板继承

用前面的方法，已经能够很顺利地编写模板了。读者如果留心一下，会觉得每个模板都有相同的部分内容。在python中，有一种被称之为“继承”的机制（请阅读本教程第贰季第肆章中的[类(4)(./209.md)中有关“继承”讲述]），它的作用之一就是能够让代码重用。

在tornado的模板中，也能这样。

先建立一个文件，命名为base.html，代码如下：

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1" />
    <title>Learning Python</title>
</head>
<body>
    <header>
        {% block header %}{% end %}
    </header>
    <content>
        {% block body %}{% end %}
    </content>
    <footer>
        {% set website = "<a href='http://www.itdiffer.com'>welcome to my website</a>" %}
        {% raw website %}
    </footer>
    <script src="https://atts.w3cschool.cn/attachments/image/cimg/jquery.min.js")}}"></script>
    <script src="https://atts.w3cschool.cn/attachments/image/cimg/script.js")}}"></script>
</body>
</html>

接下来就以base.html为父模板，依次改写已经有的index.html和user.html模板。

index.html代码如下：

{% extends "base.html" %}

{% block header %}
    <h2>登录页面</h2>
    <p>用用户名为：{{user}}登录</p> 
{% end %}
{% block body %}
    <form method="POST">
        <p><span>UserName:</span><input type="text" id="username"/></p>
        <p><span>Password:</span><input type="password" id="password" /></p>
        <p><input type="BUTTON" value="登录" id="login" /></p>
    </form>
{% end %}

user.html的代码如下：

{% extends "base.html" %}

{% block header %}
    <h2>Your informations are:</h2>
{% end %}

{% block body %}
    <ul>
        {% for one in users %}
            <li>username:{{one[1]}}</li>
            <li>password:{{one[2]}}</li>
            <li>email:{{one[3]}}</li>
        {% end %}
    </ul>
{% end %}

看以上代码，已经没有以前重复的部分了。{% extends "base.html" %}意味着以base.html为父模板。在base.html中规定了形式如同{% block header %}{% end %}这样的块语句。在index.html和user.html中，分别对块语句中的内容进行了重写（或者说填充）。这就相当于在base.html中做了一个结构，在子模板中按照这个结构填内容。

CSS

基本上的流程已经差不多了，如果要美化前端，还需要使用css，它的使用方法跟js类似，也是在静态目录中建立文件即可。然后把下面这句加入到base.html的<head></head>中：

 <link rel="stylesheet" type="text/css" href="{{static_url("css/style.css")}}">

当然，要在style.css中写一个样式，比如：

body {
    color:red;
}

然后看看前端显示什么样子了，我这里是这样的：

关注字体颜色。

至于其它关于CSS方面的内容，本教程就不重点讲解了。读者可以参考关于CSS的资料。

至此，一个简单的基于tornado的网站就做好了，虽然它很丑，但是它很有前途。因为读者只要按照上述的讨论，可以在里面增加各种自己认为可以增加的内容。

建议读者在上述学习基础上，可以继续完成下面的几个功能：

  • 用户注册
  • 用户发表文章
  • 用户文章列表，并根据文章标题查看文章内容
  • 用户重新编辑文章

在后续教程内容中，也会涉及到上述功能。

cookie和安全

cookie是现在网站重要的内容，特别是当有用户登录的时候。所以，要了解cookie。维基百科如是说：

Cookie（复数形態Cookies），中文名稱為小型文字檔案或小甜餅，指某些网站为了辨别用户身份而储存在用户本地终端（Client Side）上的数据（通常经过加密）。定義於RFC2109。是网景公司的前雇员Lou Montulli在1993年3月的發明。

关于cookie的作用，维基百科已经说的非常详细了（读者还能正常访问这么伟大的网站吗？）：

因为HTTP协议是无状态的，即服务器不知道用户上一次做了什么，这严重阻碍了交互式Web应用程序的实现。在典型的网上购物场景中，用户浏览了几个页面，买了一盒饼干和两瓶饮料。最后结帐时，由于HTTP的无状态性，不通过额外的手段，服务器并不知道用户到底买了什么。 所以Cookie就是用来绕开HTTP的无状态性的“额外手段”之一。服务器可以设置或读取Cookies中包含信息，借此维护用户跟服务器会话中的状态。

在刚才的购物场景中，当用户选购了第一项商品，服务器在向用户发送网页的同时，还发送了一段Cookie，记录着那项商品的信息。当用户访问另一个页面，浏览器会把Cookie发送给服务器，于是服务器知道他之前选购了什么。用户继续选购饮料，服务器就在原来那段Cookie里追加新的商品信息。结帐时，服务器读取发送来的Cookie就行了。

Cookie另一个典型的应用是当登录一个网站时，网站往往会请求用户输入用户名和密码，并且用户可以勾选“下次自动登录”。如果勾选了，那么下次访问同一网站时，用户会发现没输入用户名和密码就已经登录了。这正是因为前一次登录时，服务器发送了包含登录凭据（用户名加密码的某种加密形式）的Cookie到用户的硬盘上。第二次登录时，（如果该Cookie尚未到期）浏览器会发送该Cookie，服务器验证凭据，于是不必输入用户名和密码就让用户登录了。

和任何别的事物一样，cookie也有缺陷，比如来自伟大的维基百科也列出了三条：

  1. cookie会被附加在每个HTTP请求中，所以无形中增加了流量。
  2. 由于在HTTP请求中的cookie是明文传递的，所以安全性成问题。（除非用HTTPS）
  3. Cookie的大小限制在4KB左右。对于复杂的存储需求来说是不够用的。

对于用户来讲，可以通过改变浏览器设置，来禁用cookie，也可以删除历史的cookie。但就目前而言，禁用cookie的可能不多了，因为她总要在网上买点东西吧。

Cookie最让人担心的还是由于它存储了用户的个人信息，并且最终这些信息要发给服务器，那么它就会成为某些人的目标或者工具，比如有cookie盗贼，就是搜集用户cookie，然后利用这些信息进入用户账号，达到个人的某种不可告人之目的；还有被称之为cookie投毒的说法，是利用客户端的cookie传给服务器的机会，修改传回去的值。这些行为常常是通过一种被称为“跨站指令脚本(Cross site scripting)”（或者跨站指令码）的行为方式实现的。伟大的维基百科这样解释了跨站脚本：

跨网站脚本（Cross-site scripting，通常简称为XSS或跨站脚本或跨站脚本攻击）是一种网站应用程序的安全漏洞攻击，是代码注入的一种。它允许恶意用户将代码注入到网页上，其他用户在观看网页时就会受到影响。这类攻击通常包含了HTML以及用户端脚本语言。

XSS攻击通常指的是通过利用网页开发时留下的漏洞，通过巧妙的方法注入恶意指令代码到网页，使用户加载并执行攻击者恶意制造的网页程序。这些恶意网页程序通常是JavaScript，但实际上也可以包括Java， VBScript， ActiveX， Flash 或者甚至是普通的HTML。攻击成功后，攻击者可能得到更高的权限（如执行一些操作）、私密网页内容、会话和cookie等各种内容。

cookie是好的，被普遍使用。在tornado中，也提供对cookie的读写函数。

set_cookie()和get_cookie()是默认提供的两个方法，但是它是明文不加密传输的。

在index.py文件的IndexHandler类的post()方法中，当用户登录，验证用户名和密码后，将用户名和密码存入cookie，代码如下： def post(self): username = self.get_argument("username") password = self.get_argument("password") user_infos = mrd.select_table(table="users",column="*",condition="username",value=username) if user_infos: db_pwd = user_infos[0][2] if db_pwd == password: self.set_cookie(username,db_pwd) #设置cookie self.write(username) else: self.write("your password was not right.") else: self.write("There is no thi user.")

上面代码中，较以前只增加了一句self.set_cookie(username,db_pwd)，在回到登录页面，等候之后就成为：

看图中箭头所指，从左开始的第一个是用户名，第二个是存储的该用户密码。将我在登录是的密码就以明文的方式存储在cookie里面了。

明文存储，显然不安全。

tornado提供另外一种安全的方法：set_secure_cookie()和get_secure_cookie()，称其为安全cookie，是因为它以明文加密方式传输。此外，跟set_cookie()的区别还在于， set_secure_cookie()执行后的cookie保存在磁盘中，直到它过期为止。也是因为这个原因，即使关闭浏览器，在失效时间之间，cookie都一直存在。

要是用set_secure_cookie()方法设置cookie，要先在application.py文件的setting中进行如下配置：

setting = dict(
    template_path = os.path.join(os.path.dirname(__file__), "templates"),
    static_path = os.path.join(os.path.dirname(__file__), "statics"),
    cookie_secret = "bZJc2sWbQLKos6GkHn/VB9oXwQt8S0R0kRvJ5/xJ89E=",
    )

其中cookie_secret = "bZJc2sWbQLKos6GkHn/VB9oXwQt8S0R0kRvJ5/xJ89E="是为此增加的，但是，它并不是这正的加密，仅仅是一个障眼法罢了。

因为tornado会将cookie值编码为Base-64字符串，并增加一个时间戳和一个cookie内容的HMAC签名。所以，cookie_secret的值，常常用下面的方式生成（这是一个随机的字符串）：

>>> import base64, uuid
>>> base64.b64encode(uuid.uuid4().bytes)
'w8yZud+kRHiP9uABEXaQiA=='

如果嫌弃上面的签名短，可以用base64.b64encode(uuid.uuid4().bytes + uuid.uuid4().bytes)获取。这里得到的是一个随机字符串，用它作为 cookie_secret值。

然后修改index.py中设置cookie那句话，变成：

self.set_secure_cookie(username,db_pwd)

从新跑一个，看看效果。

啊哈，果然“密”了很多。

如果要获取此cookie，用self.get_secure_cookie(username)即可。

这是不是就安全了。如果这样就安全了，你太低估黑客们的技术实力了，甚至于用户自己也会修改cookie值。所以，还不安全。所以，又有了httponly和secure属性，用来防范cookie投毒。设置方法是：

self.set_secure_cookie(username, db_pwd, httponly=True, secure=True)

要获取cookie，可以使用self.set_secure_cookie(username)方法，将这句放在user.py中某个适合的位置，并且可以用print语句打印出结果，就能看到变量username对应的cookie了。这时候已经不是那个“密”过的，是明文显示。

用这样的方法，浏览器通过SSL连接传递cookie，能够在一定程度上防范跨站脚本攻击。

XSRF

XSRF的含义是Cross-site request forgery，即跨站请求伪造，也称之为"one click attack"，通常缩写成CSRF或者XSRF，可以读作"sea surf"。这种对网站的攻击方式跟上面的跨站脚本（XSS）似乎相像，但攻击方式不一样。XSS利用站点内的信任用户，而XSRF则通过伪装来自受信任用户的请求来利用受信任的网站。与XSS攻击相比，XSRF攻击往往不大流行（因此对其 进行防范的资源也相当稀少）和难以防范，所以被认为比XSS更具危险性。

读者要详细了解XSRF，推荐阅读：CSRF | XSRF 跨站请求伪造

对于防范XSRF的方法，上面推荐阅读的文章中有明确的描述。还有一点需要提醒读者，就是在开发应用时需要深谋远虑。任何会产生副作用的HTTP请求，比如点击购买按钮、编辑账户设置、改变密码或删除文档，都应该使用post()方法。这是良好的RESTful做法。

又一个新名词：REST。这是一种web服务实现方案。伟大的维基百科中这样描述：

表徵性狀態傳輸（英文：Representational State Transfer，简称REST）是Roy Fielding博士在2000年他的博士论文中提出来的一种软件架构风格。目前在三种主流的Web服务实现方案中，因为REST模式与复杂的SOAP和XML-RPC相比更加简洁，越来越多的web服务开始采用REST风格设计和实现。例如，Amazon.com提供接近REST风格的Web服务进行图书查找；雅虎提供的Web服务也是REST风格的。

更详细的内容，读者可网上搜索来了解。

此外，在tornado中，还提供了XSRF保护的方法。

在application.py文件中，使用xsrf_cookies参数开启XSRF保护。

setting = dict(
    template_path = os.path.join(os.path.dirname(__file__), "templates"),
    static_path = os.path.join(os.path.dirname(__file__), "statics"),
    cookie_secret = "bZJc2sWbQLKos6GkHn/VB9oXwQt8S0R0kRvJ5/xJ89E=",
    xsrf_cookies = True,
)

这样设置之后，Tornado将拒绝请求参数中不包含正确的_xsrf值的post/put/delete请求。tornado会在后面悄悄地处理_xsrf cookies，所以，在表单中也要包含XSRF令牌以却表请求合法。比如index.html的表单，修改如下：

{% extends "base.html" %}

{% block header %}
    <h2>登录页面</h2>
    <p>用用户名为：{{user}}登录</p> 
{% end %}
{% block body %}
    <form method="POST">
        {% raw xsrf_form_html() %}
        <p><span>UserName:</span><input type="text" id="username"/></p>
        <p><span>Password:</span><input type="password" id="password" /></p>
        <p><input type="BUTTON" value="登录" id="login" /></p>
    </form>
{% end %}

{% raw xsrf_form_html() %}是新增的，目的就在于实现上面所说的授权给前端以合法请求。

前端向后端发送的请求是通过ajax()，所以，在ajax请求中，需要一个_xsrf参数。

以下是script.js的代码

 function getCookie(name){
    var x = document.cookie.match("\\b" + name + "=([^;]*)\\b");
    return x ? x[1]:undefined;
}

$(document).ready(function(){
    $("#login").click(function(){
        var user = $("#username").val();
        var pwd = $("#password").val();
        var pd = {"username":user, "password":pwd, "_xsrf":getCookie("_xsrf")};
        $.ajax({
            type:"post",
            url:"/",
            data:pd,
            cache:false,
            success:function(data){
                window.location.href = "/user?user="+data;
            },
            error:function(){
                alert("error!");
            },
        });
    });
});

函数getCookie()的作用是得到cookie值，然后将这个值放到向后端post的数据中var pd = {"username":user, "password":pwd, "_xsrf":getCookie("_xsrf")};。运行的结果：

这是tornado提供的XSRF防护方法。是不是这样做就高枕无忧了呢？没这么简单。要做好一个网站，需要考虑的事情还很多。特别推荐阅读WebAppSec/Secure Coding Guidelines

常常听到人说做个网站怎么怎么简单，客户用这种说辞来压低价格，老板用这种说辞来缩短工时成本，从上面的简单叙述中，你觉得网站还是随便几个页面就完事了吗？除非那个网站不是给人看的，是在那里摆着的。

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