使用Python构建基于Token的API身份认证系统

在Python中，我们可以使用Flask框架构建一个基于Token的API身份认证系统。Token是一种轻量级的身份验证机制，可以用于授权用户对API资源的访问。在这个系统中，当用户成功登录后，会生成一个Token，并将其返回给用户，用户在后续的请求中需要携带这个Token来访问受保护的资源。

下面是一个示例，展示了如何使用Python和Flask构建一个基本的API身份认证系统：

首先，我们需要安装Flask和Flask-JWT模块：

pip install flask
pip install flask-jwt

然后，我们可以开始构建我们的API身份认证系统。首先，导入所需的模块：

from flask import Flask, request, jsonify
from flask_jwt import JWT, jwt_required, current_identity

然后，创建一个Flask应用程序实例：

app = Flask(__name__)
app.config['SECRET_KEY'] = 'super-secret'  # 设置一个用于签名Token的密钥

接下来，我们需要定义一个用户类，用于验证用户的登录信息：

class User(object):
    def __init__(self, id, username, password):
        self.id = id
        self.username = username
        self.password = password

在这个例子中，我们使用简单的用户名和密码来验证用户的身份。实际应用中，您可能需要使用更强大的验证机制，比如哈希密码和数据库存储。

然后，我们定义几个用于用户身份验证和Token生成的函数：

def authenticate(username, password):
    # 根据用户名和密码验证用户身份
    user = User(1, 'admin', 'password')
    if user.username == username and user.password == password:
        return user

def identity(payload):
    # 根据Token中的Payload获取用户身份
    user_id = payload['identity']
    return User(1, 'admin', 'password')

jwt = JWT(app, authenticate, identity)  # 创建JWT对象并将身份验证和用户身份函数传递给它

在这个例子中，我们使用了一个硬编码的用户对象来验证用户名和密码。在实际应用中，您可以将用户名和密码与数据库中的用户对象进行比较。

接下来，我们可以定义一些API路由和受保护的资源：

@app.route('/login', methods=['POST'])
def login():
    username = request.json.get('username')
    password = request.json.get('password')
    user = authenticate(username, password)
    if user:
        # 生成Token并返回给用户
        token = jwt.jwt_encode_callback(user)
        return jsonify({'token': token.decode('utf-8')})
    else:
        return jsonify({'error': 'Invalid username or password'}), 401

@app.route('/protected', methods=['GET'])
@jwt_required()  # 使用Jwt_required装饰器保护资源
def protected():
    return jsonify({'user_id': current_identity.id, 'username': current_identity.username})

在路由/login中，我们从POST请求中获取用户名和密码，并使用authenticate函数验证用户的身份。如果验证成功，我们使用jwt.jwt_encode_callback生成一个Token，并将其返回给用户。

在路由/protected中，我们使用@jwt_required装饰器来保护资源，只有在用户携带有效的Token时才能访问该资源。在这个例子中，我们返回当前用户的ID和用户名。

最后，我们启动应用程序：

if __name__ == '__main__':
    app.run()

现在，您可以使用POST请求向/login路由发送用户名和密码来登录，并在后续请求的请求头中添加生成的Token。然后，您可以使用GET请求访问/protected路由，只有在提供有效的Token时才能成功访问。

这是一个简单的基于Token的API身份认证系统的例子。实际应用中，您可能还需要添加例如过期时间、刷新Token等功能。此外，由于安全性是很重要的，您可能还需要考虑使用HTTPS协议来保护您的API。