微信小程序开发：python+sanic 实现小程序登录注册

摘要：参考链接微信小程序七日谈第五天你可能要在登录功能上花费大力气理解认证及实践网站微信登录实现最后，感谢女朋友支持。

开发微信小程序时，接入小程序的授权登录可以快速实现用户注册登录的步骤，是快速建立用户体系的重要一步。这篇文章将介绍 python + sanic + 微信小程序实现用户快速注册登录全栈方案。

微信小程序登录时序图如下：

这个流程分为两大部分：

小程序使用 wx.login() API 获取 code，调用 wx.getUserInfo() API 获取 encryptedData 和 iv，然后将这三个信息发送给第三方服务器。

第三方服务器获取到 code、encryptedData和 iv 后，使用 code 换取 session_key，然后将 session_key 利用 encryptedData 和 iv 解密在服务端获取用户信息。根据用户信息返回 jwt 数据，完成登录。

下面我们先看一下小程序提供的 API。

在这个授权登录的过程中，用到的 API 如下：

wx.login

wx.getUserInfo

wx.chekSession 是可选的，这里并没有用到。

调用此接口可以获取登录凭证（code），以用来换取用户登录态信息，包括用户的唯一标识（openid） 及本次登录的 会话密钥（session_key）。

如果接口调用成功，返回结果如下：

开发者服务器使用登录凭证 code 获取 session_key 和 openid。其中 session_key 是对用户数据进行加密签名的密钥。为了自身应用安全，session_key 不应该在网络上传输。所以这一步应该在服务器端实现。

此接口用来获取用户信息。

当 withCredentials 为 true 时，要求此前有调用过 wx.login 且登录态尚未过期，此时返回的数据会包含 encryptedData, iv 等敏感信息；当 withCredentials 为 false 时，不要求有登录态，返回的数据不包含 encryptedData, iv 等敏感信息。

接口success 时返回参数如下：

encryptedData 解密后为以下 json 结构，详见加密数据解密算法

{
    "openId": "OPENID",
    "nickName": "NICKNAME",
    "gender": GENDER,
    "city": "CITY",
    "province": "PROVINCE",
    "country": "COUNTRY",
    "avatarUrl": "AVATARURL",
    "unionId": "UNIONID",
    "watermark":
    {
        "appid":"APPID",
    "timestamp":TIMESTAMP
    }
}

由于解密 encryptedData 需要 session_key 和 iv 所以，在给服务器端发送授权验证的过程中需要将 code、encryptedData 和 iv 一起发送。

服务器端授权需要提供两个 API：

/oauth/token 通过小程序提供的验证信息获取服务器自己的 token

/accounts/wxapp 如果登录用户是未注册用户，使用此接口注册为新用户。

开始授权时，小程序调用此 API 尝试换取jwt，如果用户未注册返回401，如果用户发送参数错误，返回403。

接口 获取 jwt 成功时返回参数如下：

小程序授权后应该先调用此接口，如果结果是用户未注册，则应该调用新用户注册的接口先注册新用户，注册成功后再调用此接口换取 jwt。

注册新用户时，服务器端需要存储当前用户的 openid，所以和授权接口一样，请求时需要的参数为 code、encryptedData 和 iv。

注册成功后，将返回用户的 ID 和注册时间。此时，应该再次调用获取 token 的接口去换取第三方 token，以用来下次登录。

接口定义好之后，来看下前后端整体的授权登录流程。

这个流程需要注意的是，在 C 步（使用 code 换取 session ）之后我们得到 session_key，然后需要用 session_key 解密得到用户数据。

然后使用 openid 判断用户是否已经注册，如果用户已经注册，生成 jwt 返回给小程序。
如果用户未注册返回401， 提示用户未注册。

jwt(3rd_session) 用于第三方服务器和小程序之间做登录态校验，为了保证安全性，jwt 应该满足：

足够长。建议有 2^128 组合

避免使用 srand(当前时间)，然后 rand() 的方法，而是采用操作系统提供的真正随机数机制。

设置一定的有效时间，

当然，在小程序中也可以使用手机号登录，不过这是另一个功能了，就不在这里叙述了。

说了这么多，接下来看代码吧。

代码逻辑为：

用户在小程序授权

小程序将授权消息发送到服务器，服务器检查用户是否已经注册，如果注册返回 jwt，如果没注册提示用户未注册，然后小程序重新请求注册接口，注册用户，注册成功后重复这一步。

为了简便，这里在小程序 启动的时候就请求授权。代码实现如下。

//app.js
var config = require("./config.js")

App({
    onLaunch: function() {
        //调用API从本地缓存中获取数据
        var jwt = wx.getStorageSync("jwt");
        var that = this;
        if (!jwt.access_token){ //检查 jwt 是否存在 如果不存在调用登录
            that.login();
        } else {
            console.log(jwt.account_id);
        }
    },
    login: function() {
        // 登录部分代码
        var that = this;
        wx.login({
            // 调用 login 获取 code
            success: function(res) {
                var code = res.code;
                wx.getUserInfo({
                    // 调用 getUserInfo 获取 encryptedData 和 iv
                    success: function(res) {
                        // success
                        that.globalData.userInfo = res.userInfo;
                        var encryptedData = res.encryptedData || "encry";
                        var iv = res.iv || "iv";
                        console.log(config.basic_token);
                        wx.request({ // 发送请求 获取 jwt
                            url: config.host + "/auth/oauth/token?code=" + code,
                            header: {
                                Authorization: config.basic_token
                            },
                            data: {
                                username: encryptedData,
                                password: iv,
                                grant_type: "password",
                                auth_approach: "wxapp",
                            },
                            method: "POST",
                            success: function(res) {
                                if (res.statusCode === 201) {
                                    // 得到 jwt 后存储到 storage，
                                    wx.showToast({
                                        title: "登录成功",
                                        icon: "success"
                                    });
                                    wx.setStorage({
                                        key: "jwt",
                                        data: res.data
                                    });
                                    that.globalData.access_token = res.data.access_token;
                                    that.globalData.account_id = res.data.sub;
                                } else if (res.statusCode === 401){
                                    // 如果没有注册调用注册接口
                                    that.register();
                                } else {
                                    // 提示错误信息
                                    wx.showToast({
                                        title: res.data.text,
                                        icon: "success",
                                        duration: 2000
                                    });
                                }
                            },
                            fail: function(res) {
                                console.log("request token fail");
                            }
                        })
                    },
                    fail: function() {
                        // fail
                    },
                    complete: function() {
                        // complete
                    }
                })
            }
        })

    },
    register: function() {
        // 注册代码
        var that = this;
        wx.login({ // 调用登录接口获取 code
            success: function(res) {
                var code = res.code;
                wx.getUserInfo({
                    // 调用 getUserInfo 获取 encryptedData 和 iv
                    success: function(res) {
                        // success
                        that.globalData.userInfo = res.userInfo;
                        var encryptedData = res.encryptedData || "encry";
                        var iv = res.iv || "iv";
                        console.log(iv);
                        wx.request({ // 请求注册用户接口
                            url: config.host + "/auth/accounts/wxapp",
                            header: {
                                Authorization: config.basic_token
                            },
                            data: {
                                username: encryptedData,
                                password: iv,
                                code: code,
                            },
                            method: "POST",
                            success: function(res) {
                                if (res.statusCode === 201) {
                                    wx.showToast({
                                        title: "注册成功",
                                        icon: "success"
                                    });
                                    that.login();
                                } else if (res.statusCode === 400) {
                                    wx.showToast({
                                        title: "用户已注册",
                                        icon: "success"
                                    });
                                    that.login();
                                } else if (res.statusCode === 403) {
                                    wx.showToast({
                                        title: res.data.text,
                                        icon: "success"
                                    });
                                }
                                console.log(res.statusCode);
                                console.log("request token success");
                            },
                            fail: function(res) {
                                console.log("request token fail");
                            }
                        })
                    },
                    fail: function() {
                        // fail
                    },
                    complete: function() {
                        // complete
                    }
                })
            }
        })

    },

    get_user_info: function(jwt) {
        wx.request({
            url: config.host + "/auth/accounts/self",
            header: {
                Authorization: jwt.token_type + " " + jwt.access_token
            },
            method: "GET",
            success: function (res) {
                if (res.statusCode === 201) {
                    wx.showToast({
                        title: "已注册",
                        icon: "success"
                    });
                } else if (res.statusCode === 401 || res.statusCode === 403) {
                    wx.showToast({
                        title: "未注册",
                        icon: "error"
                    });
                }

                console.log(res.statusCode);
                console.log("request token success");
            },
            fail: function (res) {
                console.log("request token fail");
            }
        })
    },

    globalData: {
        userInfo: null
    }
})

服务端使用 sanic 框架 + swagger_py_codegen 生成 rest-api。
数据库使用 MongoDB，python-weixin 实现了登录过程中 code 换取 session_key 以及 encryptedData 解密的功能，所以使用python-weixin 作为 python 微信 sdk 使用。

为了过滤无效请求，服务器端要求用户在获取 token 或授权时在 header 中带上 Authorization 信息。 Authorization 在登录前使用的是 Basic 验证（格式 (Basic hashkey) 注 hashkey为client_id + client_secret 做BASE64处理），只是用来校验请求的客户端是否合法。不过Basic 基本等同于明文，并不能用它来进行严格的授权验证。
jwt 原理及使用参见 理解JWT（JSON Web Token）认证及实践

使用 swagger 生成代码结构如下：

由于代码太长，这里只放获取 jwt 的逻辑：

def get_wxapp_userinfo(encrypted_data, iv, code):
    from weixin.lib.wxcrypt import WXBizDataCrypt
    from weixin import WXAPPAPI
    from weixin.oauth2 import OAuth2AuthExchangeError
    appid = Config.WXAPP_ID
    secret = Config.WXAPP_SECRET
    api = WXAPPAPI(appid=appid, app_secret=secret)
    try:
        # 使用 code  换取 session key    
        session_info = api.exchange_code_for_session_key(code=code)
    except OAuth2AuthExchangeError as e:
        raise Unauthorized(e.code, e.description)
    session_key = session_info.get("session_key")
    crypt = WXBizDataCrypt(appid, session_key)
    # 解密得到 用户信息
    user_info = crypt.decrypt(encrypted_data, iv)
    return user_info


def verify_wxapp(encrypted_data, iv, code):
    user_info = get_wxapp_userinfo(encrypted_data, iv, code)
    # 获取 openid
    openid = user_info.get("openId", None)
    if openid:
        auth = Account.get_by_wxapp(openid)
        if not auth:
            raise Unauthorized("wxapp_not_registered")
        return auth
    raise Unauthorized("invalid_wxapp_code")
    
    
def create_token(request):
    # verify basic token
    approach = request.json.get("auth_approach")
    username = request.json["username"]
    password = request.json["password"]
    if approach == "password":
        account = verify_password(username, password)
    elif approach == "wxapp":
        account = verify_wxapp(username, password, request.args.get("code"))
    if not account:
        return False, {}
    payload = {
        "iss": Config.ISS,
        "iat": int(time.time()),
        "exp": int(time.time()) + 86400 * 7,
        "aud": Config.AUDIENCE,
        "sub": str(account["_id"]),
        "nickname": account["nickname"],
        "scopes": ["open"]
    }
    token = jwt.encode(payload, "secret", algorithm="HS256")
    # 由于 account 中 _id 是一个 object 需要转化成字符串
    return True, {"access_token": token, "account_id": str(account["_id"])}

具体代码可以在 Metis：https://github.com/gusibi/Metis 查看。

Note: 如果试用代码，请先设定 oauth2_client，使用自己的配置。
不要将私密配置信息提交到 github。

《微信小程序七日谈》- 第五天：你可能要在登录功能上花费大力气

理解JWT（JSON Web Token）认证及实践

网站微信登录－python 实现

最后，感谢女朋友支持。