如何用 FastAPI 和 RBAC 打造坚不可摧的安全堡垒？

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一、FastAPI 安全认证与 RBAC 系统原理

1.1 RBAC 基础概念

基于角色的访问控制（RBAC）是保护系统资源的经典模型，其核心包含三个要素：

用户（User）：系统操作主体
角色（Role）：权限的集合载体（如：管理员、普通用户）
权限（Permission）：具体操作权限（如：商品删除、订单修改）

1.2 FastAPI 安全组件

核心依赖包及版本要求：

fastapi == 0.95
.2
uvicorn == 0.22
.0
python - jose[cryptography] == 3.3
.0
passlib[bcrypt] == 1.7
.4

安装命令：

pip install fastapi uvicorn python-jose[cryptography] passlib[bcrypt]

二、电商平台 RBAC 系统实现

2.1 数据模型定义

使用 Pydantic 和 SQLAlchemy 构建领域模型：

from pydantic import BaseModel
from sqlalchemy import Column, Integer, String, Table, ForeignKey
class PermissionBase(BaseModel):
 code: str # 权限编码，如 "order:delete"
 description: str
class RoleCreate(BaseModel):
 name: str
 permission_ids: list[int]
# SQLAlchemy 模型
user_role = Table(
 'user_role', Base.metadata,
 Column('user_id', ForeignKey('users.id')),
 Column('role_id', ForeignKey('roles.id'))
)
role_permission = Table(
 'role_permission', Base.metadata,
 Column('role_id', ForeignKey('roles.id')),
 Column('permission_id', ForeignKey('permissions.id'))
)

2.2 认证系统实现

JWT 令牌签发与验证：

from jose import JWTError, jwt
from datetime import datetime, timedelta
SECRET_KEY = "your-secret-key"
ALGORITHM = "HS256"
def create_access_token(data: dict) -> str:
 expire = datetime.utcnow() + timedelta(hours=1)
 return jwt.encode(
 {**data, "exp": expire},
 SECRET_KEY,
 algorithm=ALGORITHM
 )
async def get_current_user(token: str = Depends(oauth2_scheme)) -> User:
 try:
 payload = jwt.decode(token, SECRET_KEY, [ALGORITHM])
 return await UserService.get_user(payload["sub"])
 except JWTError:
 raise HTTPException(401, "Invalid token")

2.3 权限校验系统

动态权限依赖注入：

def check_permission(permission_code: str):
 async def _permission_checker(
 user: User = Depends(get_current_user)
 ):
 if not any(p.code == permission_code for p in user.permissions):
 raise HTTPException(403, "Permission denied")
 return Depends(_permission_checker)
# 在路由中使用
@app.delete("/orders/{order_id}")
async def delete_order(
 order_id: str,
 _=check_permission("order:delete")
):
 return OrderService.delete_order(order_id)

三、安全防护策略

3.1 敏感数据加密

密码存储安全处理：

from passlib.context import CryptContext
pwd_context = CryptContext(schemes=["bcrypt"], deprecated="auto")
def verify_password(plain_password: str, hashed_password: str) -> bool:
 return pwd_context.verify(plain_password, hashed_password)
def get_password_hash(password: str) -> str:
 return pwd_context.hash(password)

3.2 请求速率限制

防止暴力破解攻击：

from fastapi import Request
from fastapi.middleware import Middleware
class RateLimiter:
 def __init__(self, times: int, seconds: int):
 self.times = times
 self.seconds = seconds
 async def __call__(self, request: Request):
 client_ip = request.client.host
 # 使用 Redis 记录请求次数
 current = await redis.incr(client_ip)
 if current > self.times:
 raise HTTPException(429, "Too many requests")
 await redis.expire(client_ip, self.seconds)

四、测试与调试

4.1 单元测试示例

权限验证测试用例：

from fastapi.testclient import TestClient
def test_admin_access():
 client = TestClient(app)
 # 普通用户令牌
 token = create_test_token(user_type="user")
 response = client.delete(
 "/products/123",
 headers={"Authorization": f"Bearer {token}"}
 )
 assert response.status_code == 403
 # 管理员令牌
 admin_token = create_test_token(user_type="admin")
 response = client.delete(
 "/products/123",
 headers={"Authorization": f"Bearer {admin_token}"}
 )
 assert response.status_code == 200

4.2 常见错误处理

错误 1：401 Unauthorized

{
 "detail": "Could not validate credentials"
}

解决方法：

检查请求头 Authorization 格式是否正确
确认令牌未过期
验证密钥是否匹配

错误 2：403 Forbidden

{
 "detail": "Permission denied"
}

预防建议：

在路由处理器前添加权限检查中间件
定期审查角色权限分配

课后测验

问题 1： 为什么要在密码哈希中使用 salt？
答案： Salt 随机值能有效防止彩虹表攻击，即使相同密码也会生成不同的哈希值

问题 2： 如何实现动态权限管理？
答案： 应该建立权限管理系统接口，允许管理员动态配置角色与权限的对应关系

问题 3： JWT 令牌为什么要设置过期时间？
答案： 缩短令牌有效期可以降低令牌泄露风险，建议结合 refresh token 使用

版本兼容说明

所有代码在以下环境验证通过：

Python 3.8+
FastAPI 0.95+
SQLAlchemy 1.4+
Redis 6.2+

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往期文章归档：

作者:Amd794原文地址:https://www.cnblogs.com/Amd794/p/18952218

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2025-06-27

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