Das Django-Berechtigungssystem meistern: Ein umfassender Leitfaden zur Autorisierung

Im Bereich der Webentwicklung ist Sicherheit von größter Bedeutung. Django, ein leistungsstarkes Python-Webframework, bietet ein robustes und flexibles Berechtigungssystem, um die Benutzerautorisierung zu verwalten und die Ressourcen Ihrer Anwendung zu schützen. Dieser umfassende Leitfaden befasst sich mit den Feinheiten des Django-Berechtigungssystems und bietet praktische Beispiele und Best Practices für die Implementierung einer sicheren und skalierbaren Autorisierung in Ihren Django-Projekten.

Verständnis von Authentifizierung vs. Autorisierung

Bevor wir uns mit den Besonderheiten des Django-Berechtigungssystems befassen, ist es wichtig, den Unterschied zwischen Authentifizierung und Autorisierung zu verstehen:

• Authentifizierung: Überprüft die Identität eines Benutzers. Sie beantwortet die Frage "Wer bist du?". Dies wird in der Regel durch Benutzername/Passwort-Kombinationen, soziale Logins oder andere Identitätsanbieter gehandhabt.
• Autorisierung: Bestimmt, was ein authentifizierter Benutzer tun darf. Sie beantwortet die Frage "Was dürfen Sie tun?". Hier kommt das Django-Berechtigungssystem ins Spiel.

Die Authentifizierung erfolgt *vor* der Autorisierung. Sie müssen wissen, wer der Benutzer ist, bevor Sie bestimmen können, worauf er zugreifen oder was er ändern darf.

Das integrierte Berechtigungssystem von Django

Django bietet ein integriertes Berechtigungssystem, das auf Modellen, Benutzern und Gruppen basiert. Es ist einfach zu bedienen für grundlegende Autorisierungsanforderungen, kann aber erweitert und angepasst werden, um komplexere Szenarien zu bewältigen.

Modellberechtigungen

Django erstellt automatisch Standardberechtigungen für jedes Modell, sodass Sie steuern können, wer Instanzen dieses Modells erstellen, lesen, aktualisieren und löschen kann. Diese Berechtigungen sind:

• add_[modelname]: Ermöglicht das Erstellen neuer Instanzen des Modells.
• change_[modelname]: Ermöglicht das Aktualisieren vorhandener Instanzen des Modells.
• delete_[modelname]: Ermöglicht das Löschen von Instanzen des Modells.
• view_[modelname]: Ermöglicht das Anzeigen von Instanzen des Modells (Django 3.1+).

Wenn Sie beispielsweise ein Modell namens `Article` haben, erstellt Django die folgenden Berechtigungen:

• `add_article`
• `change_article`
• `delete_article`
• `view_article`

Benutzer und Gruppen

Das integrierte Authentifizierungssystem von Django bietet zwei grundlegende Entitäten für die Verwaltung von Berechtigungen:

• Benutzer: Einzelne Benutzerkonten innerhalb Ihrer Anwendung.
• Gruppen: Sammlungen von Benutzern mit gemeinsamen Berechtigungen. Dies ist eine wartungsfreundlichere Möglichkeit, Berechtigungen gleichzeitig auf viele Benutzer anzuwenden.

Sie können Berechtigungen direkt Benutzern zuweisen oder, häufiger, Berechtigungen Gruppen zuweisen und dann Benutzer zu diesen Gruppen hinzufügen.

Beispiel: Verwalten von Artikelberechtigungen

Nehmen wir an, Sie haben eine Blog-Anwendung mit einem `Article`-Modell. Sie möchten nur bestimmten Benutzern erlauben, neue Artikel zu erstellen, vorhandene Artikel zu bearbeiten und Artikel zu löschen. So können Sie dies mit dem integrierten Berechtigungssystem von Django implementieren:

1. Gruppen erstellen: Erstellen Sie Gruppen wie "Editor" und "Autor" im Django-Admin-Panel.
2. Berechtigungen zuweisen: Weisen Sie der Gruppe "Editor" die Berechtigungen `add_article`, `change_article` und `delete_article` zu. Weisen Sie der Gruppe "Autor" nur die Berechtigung `add_article` zu.
3. Benutzer zu Gruppen hinzufügen: Fügen Sie die entsprechenden Benutzer den Gruppen "Editor" und "Autor" hinzu.

Benutzer in der Gruppe "Editor" haben nun vollen Zugriff auf die Verwaltung von Artikeln, während Benutzer in der Gruppe "Autor" nur neue Artikel erstellen können.

Implementieren von Berechtigungen in Views

Sobald Sie Ihre Berechtigungen definiert und Benutzern oder Gruppen zugewiesen haben, müssen Sie diese Berechtigungen in Ihren Views durchsetzen. Django bietet verschiedene Möglichkeiten, dies zu tun:

`permission_required`-Decorator

Der `@permission_required`-Decorator ist eine einfache Möglichkeit, den Zugriff auf einen View auf Benutzer mit bestimmten Berechtigungen zu beschränken.

            
from django.contrib.auth.decorators import permission_required
from django.shortcuts import render

@permission_required('myapp.add_article')
def create_article(request):
    # Only users with the 'myapp.add_article' permission can access this view
    return render(request, 'myapp/create_article.html')

            

              
                Copy
              
            
          

Wenn ein Benutzer ohne die erforderliche Berechtigung versucht, auf den View zuzugreifen, wird er je nach Ihren Einstellungen zur Anmeldeseite weitergeleitet oder erhält einen 403 Forbidden-Fehler.

`LoginRequiredMixin` und `PermissionRequiredMixin` (für klassenbasierte Views)

Für klassenbasierte Views können Sie die `LoginRequiredMixin` und `PermissionRequiredMixin` verwenden, um die Authentifizierung und Autorisierung zu erzwingen:

            
from django.contrib.auth.mixins import LoginRequiredMixin, PermissionRequiredMixin
from django.views.generic import CreateView
from .models import Article

class ArticleCreateView(LoginRequiredMixin, PermissionRequiredMixin, CreateView):
    model = Article
    fields = ['title', 'content']
    permission_required = 'myapp.add_article'
    template_name = 'myapp/article_form.html'

            

              
                Copy
              
            
          

Dieses Beispiel zeigt, wie Sie den Zugriff auf den `ArticleCreateView` nur auf authentifizierte Benutzer mit der Berechtigung `add_article` beschränken.

Manuelles Überprüfen von Berechtigungen

Sie können Berechtigungen auch manuell innerhalb Ihrer Views mithilfe der Methode `has_perm()` für das Benutzerobjekt überprüfen:

            
from django.shortcuts import render, redirect


def update_article(request, article_id):
    article = Article.objects.get(pk=article_id)

    if request.user.has_perm('myapp.change_article', article):
        # User has permission to update the article
        # Implement update logic here
        return render(request, 'myapp/update_article.html', {'article': article})
    else:
        # User does not have permission
        return render(request, 'myapp/permission_denied.html')

            

              
                Copy
              
            
          

In diesem Beispiel prüfen wir, ob der Benutzer die Berechtigung `change_article` für eine bestimmte `article`-Instanz hat. Auf diese Weise können Sie Berechtigungen auf Objektebene implementieren, bei denen Berechtigungen basierend auf dem spezifischen Objekt erteilt werden, auf das zugegriffen wird.

Benutzerdefinierte Berechtigungen

Die integrierten Berechtigungen von Django sind oft ausreichend für grundlegende Autorisierungsanforderungen. In komplexeren Anwendungen müssen Sie jedoch möglicherweise benutzerdefinierte Berechtigungen definieren, um bestimmte Geschäftslogiken oder Zugriffskontrollanforderungen widerzuspiegeln.

Definieren benutzerdefinierter Berechtigungen in Modellen

Sie können benutzerdefinierte Berechtigungen in der `Meta`-Klasse Ihres Modells mithilfe der Option `permissions` definieren:

            
from django.db import models

class Article(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=200)
    content = models.TextField()
    author = models.ForeignKey('auth.User', on_delete=models.CASCADE)
    published_date = models.DateTimeField(blank=True, null=True)

    class Meta:
        permissions = [
            ('can_publish_article', 'Kann Artikel veröffentlichen'),
            ('can_comment_article', 'Kann Artikel kommentieren'),
        ]

            

              
                Copy
              
            
          

Dieses Beispiel definiert zwei benutzerdefinierte Berechtigungen: `can_publish_article` und `can_comment_article`. Diese Berechtigungen werden automatisch erstellt, wenn Sie `python manage.py migrate` ausführen.

Verwenden benutzerdefinierter Berechtigungen

Sobald Sie Ihre benutzerdefinierten Berechtigungen definiert haben, können Sie sie auf die gleiche Weise wie die integrierten Berechtigungen verwenden, indem Sie den `@permission_required`-Decorator, `PermissionRequiredMixin` oder die Methode `has_perm()` verwenden.

            
from django.contrib.auth.decorators import permission_required
from django.shortcuts import render

@permission_required('myapp.can_publish_article')
def publish_article(request, article_id):
    # Only users with the 'myapp.can_publish_article' permission can access this view
    article = Article.objects.get(pk=article_id)
    article.published_date = timezone.now()
    article.save()
    return render(request, 'myapp/article_published.html', {'article': article})

            

              
                Copy
              
            
          

Berechtigungen auf Objektebene

Mit Berechtigungen auf Objektebene können Sie den Zugriff auf bestimmte Instanzen eines Modells steuern, anstatt pauschale Berechtigungen für alle Instanzen zu erteilen. Dies ist wichtig für Anwendungen, bei denen Benutzer nur auf Ressourcen zugreifen oder diese ändern dürfen, die sie besitzen oder für die ihnen explizit Zugriff gewährt wurde.

Implementieren von Berechtigungen auf Objektebene

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Berechtigungen auf Objektebene in Django zu implementieren:

• Manuelles Überprüfen von Berechtigungen: Wie bereits gezeigt, können Sie die Methode `has_perm()` verwenden, um Berechtigungen für eine bestimmte Objektinstanz zu überprüfen.
• Verwenden von Bibliotheken von Drittanbietern: Bibliotheken wie `django-guardian` bieten strukturiertere und wiederverwendbare Möglichkeiten zur Verwaltung von Berechtigungen auf Objektebene.

Beispiel: Verwenden von `django-guardian`

`django-guardian` vereinfacht den Prozess der Zuweisung und Überprüfung von Berechtigungen auf Objektebene. Hier ist ein grundlegendes Beispiel:

1. Installieren Sie `django-guardian`: `pip install django-guardian`
2. Konfigurieren Sie `settings.py`: Fügen Sie `'guardian'` zu Ihren `INSTALLED_APPS` hinzu und konfigurieren Sie die erforderlichen Authentifizierungs-Backends.
3. Berechtigungen zuweisen: Verwenden Sie die Funktion `assign_perm()`, um Benutzern oder Gruppen Berechtigungen für bestimmte Objekte zu gewähren.
4. Berechtigungen überprüfen: Verwenden Sie die Funktion `has_perm()`, um zu überprüfen, ob ein Benutzer eine bestimmte Berechtigung für ein bestimmtes Objekt hat.

            
from guardian.shortcuts import assign_perm, get_perms

# Assign the 'change_article' permission to a user for a specific article
assign_perm('change_article', user, article)

# Check if the user has the 'change_article' permission for the article
if user.has_perm('change_article', article):
    # User has permission
    pass

            

              
                Copy
              
            
          

`django-guardian` bietet auch eine `PermissionListMixin` für klassenbasierte Views, wodurch es einfacher wird, eine Liste von Objekten anzuzeigen, auf die ein Benutzer Zugriffsberechtigung hat.

Django REST Framework-Berechtigungen

Wenn Sie REST-APIs mit Django REST Framework erstellen, müssen Sie dessen Berechtigungsklassen verwenden, um den Zugriff auf Ihre API-Endpunkte zu steuern. DRF bietet mehrere integrierte Berechtigungsklassen, darunter:

• `AllowAny`: Ermöglicht uneingeschränkten Zugriff auf den API-Endpunkt.
• `IsAuthenticated`: Erfordert, dass der Benutzer authentifiziert ist, um auf den API-Endpunkt zuzugreifen.
• `IsAdminUser`: Erfordert, dass der Benutzer Administrator ist, um auf den API-Endpunkt zuzugreifen.
• `IsAuthenticatedOrReadOnly`: Ermöglicht schreibgeschützten Zugriff für nicht authentifizierte Benutzer, erfordert jedoch Authentifizierung für Schreibzugriff.
• `DjangoModelPermissions`: Verwendet die Standardmodellberechtigungen von Django, um den Zugriff zu steuern.
• `DjangoObjectPermissions`: Verwendet `django-guardian`, um Berechtigungen auf Objektebene durchzusetzen.

Verwenden von DRF-Berechtigungsklassen

Sie können die Berechtigungsklassen für einen View mithilfe des Attributs `permission_classes` festlegen:

            
from rest_framework import generics
from rest_framework.permissions import IsAuthenticated

class ArticleList(generics.ListCreateAPIView):
    queryset = Article.objects.all()
    serializer_class = ArticleSerializer
    permission_classes = [IsAuthenticated]

            

              
                Copy
              
            
          

Dieses Beispiel beschränkt den Zugriff auf den API-Endpunkt `ArticleList` nur auf authentifizierte Benutzer.

Benutzerdefinierte DRF-Berechtigungen

Sie können auch benutzerdefinierte DRF-Berechtigungsklassen erstellen, um komplexere Autorisierungslogiken zu implementieren. Eine benutzerdefinierte Berechtigungsklasse sollte von `rest_framework.permissions.BasePermission` erben und die Methoden `has_permission()` und/oder `has_object_permission()` überschreiben.

            
from rest_framework import permissions

class IsAuthorOrReadOnly(permissions.BasePermission):
    """
    Custom permission to only allow authors of an object to edit it.
    """

    def has_object_permission(self, request, view, obj):
        # Read permissions are allowed to any request,
        # so we'll always allow GET, HEAD or OPTIONS requests.
        if request.method in permissions.SAFE_METHODS:
            return True

        # Instance must have an attribute named `author`.
        return obj.author == request.user

            

              
                Copy
              
            
          

Dieses Beispiel definiert eine benutzerdefinierte Berechtigungsklasse, die es nur dem Autor eines Artikels erlaubt, ihn zu bearbeiten, während sie jedem Lesezugriff gewährt.

Sicherheitsbest Practices

Die Implementierung eines robusten Berechtigungssystems ist entscheidend für die Sicherheit Ihrer Django-Anwendung. Hier sind einige Sicherheitsbest Practices, die Sie beachten sollten:

• Prinzip der geringsten Privilegien: Gewähren Sie Benutzern nur die Mindestberechtigungen, die sie zur Erfüllung ihrer Aufgaben benötigen. Vermeiden Sie die Zuweisung unnötiger Berechtigungen.
• Verwenden Sie Gruppen: Verwalten Sie Berechtigungen über Gruppen, anstatt Berechtigungen direkt einzelnen Benutzern zuzuweisen. Dies vereinfacht die Administration und reduziert das Fehlerrisiko.
• Regelmäßige Audits: Überprüfen Sie regelmäßig Ihre Berechtigungseinstellungen, um sicherzustellen, dass sie noch angemessen sind und dass kein unbefugter Zugriff gewährt wird.
• Eingabe bereinigen: Bereinigen Sie immer die Benutzereingabe, um Injection-Angriffe zu verhindern, die Ihr Berechtigungssystem umgehen könnten.
• Gründlich testen: Testen Sie Ihr Berechtigungssystem gründlich, um sicherzustellen, dass es sich wie erwartet verhält und dass keine Schwachstellen vorhanden sind. Schreiben Sie automatisierte Tests, um Berechtigungsprüfungen zu verifizieren.
• Auf dem neuesten Stand bleiben: Halten Sie Ihr Django-Framework und die zugehörigen Bibliotheken auf dem neuesten Stand, um von den neuesten Sicherheitspatches und Fehlerbehebungen zu profitieren.
• Berücksichtigen Sie eine Content Security Policy (CSP): Eine CSP kann dazu beitragen, Cross-Site-Scripting-Angriffe (XSS) zu verhindern, die zum Umgehen von Autorisierungsmechanismen verwendet werden können.

Internationalisierungsaspekte

Berücksichtigen Sie bei der Gestaltung Ihres Berechtigungssystems für ein globales Publikum die folgenden Internationalisierungsaspekte:

• Rollennamen: Wenn Ihre Anwendung Rollen verwendet (z. B. Editor, Autor, Moderator), stellen Sie sicher, dass diese Rollennamen leicht übersetzbar und kulturell für alle unterstützten Sprachen geeignet sind. Erwägen Sie die Verwendung sprachspezifischer Variationen von Rollennamen.
• Benutzeroberfläche: Gestalten Sie Ihre Benutzeroberfläche so, dass sie an verschiedene Sprachen und kulturelle Konventionen anpassbar ist. Dies umfasst Datums-/Uhrzeitformate, Zahlenformate und Textrichtung.
• Zeitzonen: Berücksichtigen Sie verschiedene Zeitzonen, wenn Sie Berechtigungen basierend auf zeitkritischen Ereignissen erteilen oder widerrufen. Speichern Sie Zeitstempel in UTC und konvertieren Sie sie zur Anzeige in die lokale Zeitzone des Benutzers.
• Datenschutzbestimmungen: Beachten Sie die Datenschutzbestimmungen in verschiedenen Ländern (z. B. DSGVO in Europa, CCPA in Kalifornien). Implementieren Sie geeignete Einwilligungsmechanismen und Datenschutzmaßnahmen.
• Barrierefreiheit: Stellen Sie sicher, dass Ihr Berechtigungssystem für Benutzer mit Behinderungen zugänglich ist und Barrierefreiheitsstandards wie WCAG einhält.

Schlussfolgerung

Das Django-Berechtigungssystem bietet ein leistungsstarkes und flexibles Framework für die Verwaltung der Autorisierung in Ihren Webanwendungen. Indem Sie die integrierten Funktionen, benutzerdefinierten Berechtigungen, Berechtigungen auf Objektebene und Sicherheitsbest Practices verstehen, können Sie sichere und skalierbare Anwendungen erstellen, die Ihre wertvollen Ressourcen schützen. Denken Sie daran, Ihr Berechtigungssystem an die spezifischen Anforderungen Ihrer Anwendung anzupassen und Ihre Einstellungen regelmäßig zu überprüfen und zu aktualisieren, um sicherzustellen, dass sie weiterhin wirksam sind.

Dieser Leitfaden bietet einen umfassenden Überblick über das Django-Berechtigungssystem. Wenn Sie komplexere Anwendungen erstellen, stoßen Sie möglicherweise auf fortgeschrittenere Szenarien. Zögern Sie nicht, die Django-Dokumentation und Community-Ressourcen für weitere Anleitungen zu erkunden.