django-security

Django のセキュリティに関するベストプラクティス (Django Security Best Practices)

Django アプリケーションを一般的な脆弱性から保護するための包括的なセキュリティガイドです。

使用するタイミング

• Django の認証 (Authentication) と認可 (Authorization) を設定するとき
• ユーザー権限とロールを実装するとき
• 本番環境のセキュリティ設定を構成するとき
• Django アプリケーションのセキュリティ問題を確認するとき
• Django アプリケーションを本番環境にデプロイするとき

主要なセキュリティ設定

本番環境の設定

# settings/production.py
import os

DEBUG = False  # 关键：在生产环境中严禁设为 True

ALLOWED_HOSTS = os.environ.get('ALLOWED_HOSTS', '').split(',')

# 安全响应头
SECURE_SSL_REDIRECT = True
SESSION_COOKIE_SECURE = True
CSRF_COOKIE_SECURE = True
SECURE_HSTS_SECONDS = 31536000  # 1 年
SECURE_HSTS_INCLUDE_SUBDOMAINS = True
SECURE_HSTS_PRELOAD = True
SECURE_CONTENT_TYPE_NOSNIFF = True
SECURE_BROWSER_XSS_FILTER = True
X_FRAME_OPTIONS = 'DENY'

# HTTPS 和 Cookie
SESSION_COOKIE_HTTPONLY = True
CSRF_COOKIE_HTTPONLY = True
SESSION_COOKIE_SAMESITE = 'Lax'
CSRF_COOKIE_SAMESITE = 'Lax'

# 密钥（必须通过环境变量设置）
SECRET_KEY = os.environ.get('DJANGO_SECRET_KEY')
if not SECRET_KEY:
    raise ImproperlyConfigured('DJANGO_SECRET_KEY environment variable is required')

# 密码校验
AUTH_PASSWORD_VALIDATORS = [
    {
        'NAME': 'django.contrib.auth.password_validation.UserAttributeSimilarityValidator',
    },
    {
        'NAME': 'django.contrib.auth.password_validation.MinimumLengthValidator',
        'OPTIONS': {
            'min_length': 12,
        }
    },
    {
        'NAME': 'django.contrib.auth.password_validation.CommonPasswordValidator',
    },
    {
        'NAME': 'django.contrib.auth.password_validation.NumericPasswordValidator',
    },
]

認証 (Authentication)

カスタムユーザーモデル

# apps/users/models.py
from django.contrib.auth.models import AbstractUser
from django.db import models

class User(AbstractUser):
    """自定义用户模型，以提供更好的安全性。"""

    email = models.EmailField(unique=True)
    phone = models.CharField(max_length=20, blank=True)

    USERNAME_FIELD = 'email'  # 使用邮箱作为用户名
    REQUIRED_FIELDS = ['username']

    class Meta:
        db_table = 'users'
        verbose_name = 'User'
        verbose_name_plural = 'Users'

    def __str__(self):
        return self.email

# settings/base.py
AUTH_USER_MODEL = 'users.User'

パスワードハッシュ化

# Django 默认使用 PBKDF2。为了更强的安全性，可以使用：
PASSWORD_HASHERS = [
    'django.contrib.auth.hashers.Argon2PasswordHasher',
    'django.contrib.auth.hashers.PBKDF2PasswordHasher',
    'django.contrib.auth.hashers.PBKDF2SHA1PasswordHasher',
    'django.contrib.auth.hashers.BCryptSHA256PasswordHasher',
]

セッション管理 (Session Management)

# 会话配置
SESSION_ENGINE = 'django.contrib.sessions.backends.cache'  # 或 'db'
SESSION_CACHE_ALIAS = 'default'
SESSION_COOKIE_AGE = 3600 * 24 * 7  # 1 周
SESSION_SAVE_EVERY_REQUEST = False
SESSION_EXPIRE_AT_BROWSER_CLOSE = False  # 更好的用户体验，但安全性略低

認可 (Authorization)

権限

# models.py
from django.db import models
from django.contrib.auth.models import Permission

class Post(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=200)
    content = models.TextField()
    author = models.ForeignKey(User, on_delete=models.CASCADE)

    class Meta:
        permissions = [
            ('can_publish', 'Can publish posts'),
            ('can_edit_others', 'Can edit posts of others'),
        ]

    def user_can_edit(self, user):
        """检查用户是否可以编辑此帖子。"""
        return self.author == user or user.has_perm('app.can_edit_others')

# views.py
from django.contrib.auth.mixins import LoginRequiredMixin, PermissionRequiredMixin
from django.views.generic import UpdateView

class PostUpdateView(LoginRequiredMixin, PermissionRequiredMixin, UpdateView):
    model = Post
    permission_required = 'app.can_edit_others'
    raise_exception = True  # 返回 403 而不是重定向

    def get_queryset(self):
        """仅允许用户编辑自己的帖子。"""
        return Post.objects.filter(author=self.request.user)

カスタム権限

# permissions.py
from rest_framework import permissions

class IsOwnerOrReadOnly(permissions.BasePermission):
    """仅允许所有者编辑对象。"""

    def has_object_permission(self, request, view, obj):
        # 允许任何请求的只读权限
        if request.method in permissions.SAFE_METHODS:
            return True

        # 写入权限仅限所有者
        return obj.author == request.user

class IsAdminOrReadOnly(permissions.BasePermission):
    """允许管理员进行任何操作，其他人仅限只读。"""

    def has_permission(self, request, view):
        if request.method in permissions.SAFE_METHODS:
            return True
        return request.user and request.user.is_staff

class IsVerifiedUser(permissions.BasePermission):
    """仅允许已验证的用户。"""

    def has_permission(self, request, view):
        return request.user and request.user.is_authenticated and request.user.is_verified

ロールベースのアクセス制御 (RBAC)

# models.py
from django.contrib.auth.models import AbstractUser, Group

class User(AbstractUser):
    ROLE_CHOICES = [
        ('admin', 'Administrator'),
        ('moderator', 'Moderator'),
        ('user', 'Regular User'),
    ]
    role = models.CharField(max_length=20, choices=ROLE_CHOICES, default='user')

    def is_admin(self):
        return self.role == 'admin' or self.is_superuser

    def is_moderator(self):
        return self.role in ['admin', 'moderator']

# Mixins
class AdminRequiredMixin:
    """要求管理员角色的 Mixin。"""

    def dispatch(self, request, *args, **kwargs):
        if not request.user.is_authenticated or not request.user.is_admin():
            from django.core.exceptions import PermissionDenied
            raise PermissionDenied
        return super().dispatch(request, *args, **kwargs)

SQL インジェクション対策

Django ORM による保護

# 正确：Django ORM 会自动对参数进行转义
def get_user(username):
    return User.objects.get(username=username)  # 安全

# 正确：在 raw() 中使用参数
def search_users(query):
    return User.objects.raw('SELECT * FROM users WHERE username = %s', [query])

# 错误：严禁直接插值用户输入
def get_user_bad(username):
    return User.objects.raw(f'SELECT * FROM users WHERE username = {username}')  # 存在漏洞！

# 正确：使用带有适当转义的 filter
def get_users_by_email(email):
    return User.objects.filter(email__iexact=email)  # 安全

# 正确：对复杂查询使用 Q 对象
from django.db.models import Q
def search_users_complex(query):
    return User.objects.filter(
        Q(username__icontains=query) |
        Q(email__icontains=query)
    )  # 安全

raw() を使用する場合の追加のセキュリティ対策

# 如果必须使用原生 SQL，请务必使用参数化查询
User.objects.raw(
    'SELECT * FROM users WHERE email = %s AND status = %s',
    [user_input_email, status]
)

XSS 対策

テンプレートのエスケープ

{# Django 默认会自动转义变量 - 安全 #}
{{ user_input }}  {# 已转义的 HTML #}

{# 仅对受信任的内容显式标记为 safe #}
{{ trusted_html|safe }}  {# 不转义 #}

{# 使用模板过滤器实现安全的 HTML #}
{{ user_input|escape }}  {# 与默认相同 #}
{{ user_input|striptags }}  {# 移除所有 HTML 标签 #}

{# JavaScript 转义 #}
<script>
    var username = {{ username|escapejs }};
</script>

安全な文字列処理

from django.utils.safestring import mark_safe
from django.utils.html import escape

# 错误：严禁在未转义的情况下将用户输入标记为 safe
def render_bad(user_input):
    return mark_safe(user_input)  # 存在漏洞！

# 正确：先转义，再标记为 safe
def render_good(user_input):
    return mark_safe(escape(user_input))

# 正确：对带有变量的 HTML 使用 format_html
from django.utils.html import format_html

def greet_user(username):
    return format_html('<span class="user">{}</span>', escape(username))

HTTP レスポンスヘッダー

# settings.py
SECURE_CONTENT_TYPE_NOSNIFF = True  # 防止 MIME 嗅探
SECURE_BROWSER_XSS_FILTER = True  # 启用 XSS 过滤器
X_FRAME_OPTIONS = 'DENY'  # 防止点击劫持

# 自定义中间件
from django.conf import settings

class SecurityHeaderMiddleware:
    def __init__(self, get_response):
        self.get_response = get_response

    def __call__(self, request):
        response = self.get_response(request)
        response['X-Content-Type-Options'] = 'nosniff'
        response['X-Frame-Options'] = 'DENY'
        response['X-XSS-Protection'] = '1; mode=block'
        response['Content-Security-Policy'] = "default-src 'self'"
        return response

CSRF 対策

デフォルトの CSRF 対策

# settings.py - CSRF 默认已启用
CSRF_COOKIE_SECURE = True  # 仅通过 HTTPS 发送
CSRF_COOKIE_HTTPONLY = True  # 防止 JavaScript 访问
CSRF_COOKIE_SAMESITE = 'Lax'  # 在某些情况下防止 CSRF
CSRF_TRUSTED_ORIGINS = ['https://example.com']  # 受信任的域名

# 模板用法
<form method="post">
    {% csrf_token %}
    {{ form.as_p }}
    <button type="submit">Submit</button>
</form>

# AJAX 请求
function getCookie(name) {
    let cookieValue = null;
    if (document.cookie && document.cookie !== '') {
        const cookies = document.cookie.split(';');
        for (let i = 0; i < cookies.length; i++) {
            const cookie = cookies[i].trim();
            if (cookie.substring(0, name.length + 1) === (name + '=')) {
                cookieValue = decodeURIComponent(cookie.substring(name.length + 1));
                break;
            }
        }
    }
    return cookieValue;
}

fetch('/api/endpoint/', {
    method: 'POST',
    headers: {
        'X-CSRFToken': getCookie('csrftoken'),
        'Content-Type': 'application/json',
    },
    body: JSON.stringify(data)
});

ビューの除外（慎重に使用してください）

from django.views.decorators.csrf import csrf_exempt

@csrf_exempt  # 仅在绝对必要时使用！
def webhook_view(request):
    # 来自外部服务的 Webhook
    pass

ファイルアップロードのセキュリティ

ファイルの検証

import os
from django.core.exceptions import ValidationError

def validate_file_extension(value):
    """校验文件扩展名。"""
    ext = os.path.splitext(value.name)[1]
    valid_extensions = ['.jpg', '.jpeg', '.png', '.gif', '.pdf']
    if not ext.lower() in valid_extensions:
        raise ValidationError('不支持的文件扩展名。')

def validate_file_size(value):
    """校验文件大小（最大 5MB）。"""
    filesize = value.size
    if filesize > 5 * 1024 * 1024:
        raise ValidationError('文件太大。最大限制为 5MB。')

# models.py
class Document(models.Model):
    file = models.FileField(
        upload_to='documents/',
        validators=[validate_file_extension, validate_file_size]
    )

ファイルの安全な保存

# settings.py
MEDIA_ROOT = '/var/www/media/'
MEDIA_URL = '/media/'

# 在生产环境中为媒体文件使用独立域名
MEDIA_DOMAIN = 'https://media.example.com'

# 不要直接提供用户上传的文件
# 对静态文件使用 whitenoise 或 CDN
# 对媒体文件使用独立的服务器或 S3

API のセキュリティ

レート制限 (Rate Limiting)

# settings.py
REST_FRAMEWORK = {
    'DEFAULT_THROTTLE_CLASSES': [
        'rest_framework.throttling.AnonRateThrottle',
        'rest_framework.throttling.UserRateThrottle'
    ],
    'DEFAULT_THROTTLE_RATES': {
        'anon': '100/day',
        'user': '1000/day',
        'upload': '10/hour',
    }
}

# 自定义频率限制
from rest_framework.throttling import UserRateThrottle

class BurstRateThrottle(UserRateThrottle):
    scope = 'burst'
    rate = '60/min'

class SustainedRateThrottle(UserRateThrottle):
    scope = 'sustained'
    rate = '1000/day'

API 認証

# settings.py
REST_FRAMEWORK = {
    'DEFAULT_AUTHENTICATION_CLASSES': [
        'rest_framework.authentication.TokenAuthentication',
        'rest_framework.authentication.SessionAuthentication',
        'rest_framework_simplejwt.authentication.JWTAuthentication',
    ],
    'DEFAULT_PERMISSION_CLASSES': [
        'rest_framework.permissions.IsAuthenticated',
    ],
}

# views.py
from rest_framework.decorators import api_view, permission_classes
from rest_framework.permissions import IsAuthenticated

@api_view(['GET', 'POST'])
@permission_classes([IsAuthenticated])
def protected_view(request):
    return Response({'message': 'You are authenticated'})

セキュリティヘッダー

コンテンツセキュリティポリシー (CSP)

# settings.py
CSP_DEFAULT_SRC = "'self'"
CSP_SCRIPT_SRC = "'self' https://cdn.example.com"
CSP_STYLE_SRC = "'self' 'unsafe-inline'"
CSP_IMG_SRC = "'self' data: https:"
CSP_CONNECT_SRC = "'self' https://api.example.com"

# 中间件
class CSPMiddleware:
    def __init__(self, get_response):
        self.get_response = get_response

    def __call__(self, request):
        response = self.get_response(request)
        response['Content-Security-Policy'] = (
            f"default-src {CSP_DEFAULT_SRC}; "
            f"script-src {CSP_SCRIPT_SRC}; "
            f"style-src {CSP_STYLE_SRC}; "
            f"img-src {CSP_IMG_SRC}; "
            f"connect-src {CSP_CONNECT_SRC}"
        )
        return response

環境変数

キー／シークレットの管理

# 使用 python-decouple 或 django-environ
import environ

env = environ.Env(
    # 设置类型转换和默认值
    DEBUG=(bool, False)
)

# 读取 .env 文件
environ.Env.read_env()

SECRET_KEY = env('DJANGO_SECRET_KEY')
DATABASE_URL = env('DATABASE_URL')
ALLOWED_HOSTS = env.list('ALLOWED_HOSTS')

# .env 文件（切勿提交此文件）
DEBUG=False
SECRET_KEY=your-secret-key-here
DATABASE_URL=postgresql://user:password@localhost:5432/dbname
ALLOWED_HOSTS=example.com,www.example.com

セキュリティイベントの記録

# settings.py
LOGGING = {
    'version': 1,
    'disable_existing_loggers': False,
    'handlers': {
        'file': {
            'level': 'WARNING',
            'class': 'logging.FileHandler',
            'filename': '/var/log/django/security.log',
        },
        'console': {
            'level': 'INFO',
            'class': 'logging.StreamHandler',
        },
    },
    'loggers': {
        'django.security': {
            'handlers': ['file', 'console'],
            'level': 'WARNING',
            'propagate': True,
        },
        'django.request': {
            'handlers': ['file'],
            'level': 'ERROR',
            'propagate': False,
        },
    },
}

セキュリティのクイックチェックリスト

チェック項目	説明
DEBUG = False	本番環境で DEBUG モードを実行することは厳禁です
HTTPS のみ	SSL とセキュア Cookie を強制します
強力なキー	SECRET_KEY には環境変数を使用します
パスワード検証	すべてのパスワード検証ツールを有効にします
CSRF 対策	デフォルトで有効です。無効にしないでください
XSS 対策	Django は自動的にエスケープします。ユーザー入力には |safe を使用しないでください
SQL インジェクション	ORM を使用し、クエリ内で文字列を連結することは厳禁です
ファイルアップロード	ファイルの種類とサイズを検証します
レート制限	API エンドポイントにスロットリングを適用します
セキュリティヘッダー	CSP、X-Frame-Options、HSTS
ログ記録	セキュリティイベントを記録します
更新	Django とその依存関係を常に最新の状態に保ちます

セキュリティは製品ではなく、継続的なプロセスであることを忘れないでください。セキュリティ対策を定期的に見直し、更新してください。