如何在FastAPI中打造坚不可摧的Web安全防线？

田雅宁 · 6 天前

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第一章：基础安全框架认知

一、Web 安全三要素

1.1 机密性（Confidentiality）

原理说明
数据在传输和存储过程中仅对授权方可见，通过加密算法实现数据保护。FastAPI 默认支持 HTTPS 协议，使用 TLS 加密通信信道。
FastAPI 实践

# 安装依赖
# uvicorn[standard]==0.17.6
# cryptography==38.0.4
from fastapi import FastAPI
import ssl
app = FastAPI()
# HTTPS配置示例
ssl_context = ssl.SSLContext(ssl.PROTOCOL_TLS_SERVER)
ssl_context.load_cert_chain("domain.crt", keyfile="domain.key")
@app.get("/secure-data")
async def get_secure_data():
return {"message": "This data is encrypted via HTTPS"}

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1.2 完整性（Integrity）

实现方式
使用哈希校验和数字签名确保数据未被篡改。FastAPI 通过 Pydantic 模型进行请求数据验证。
数据验证示例

# pydantic==1.10.7
from pydantic import BaseModel
class Transaction(BaseModel):
amount: float
recipient: str
signature: str # 数字签名字段
@app.post("/transfer")
async def fund_transfer(tx: Transaction):
# 验证签名逻辑
if not validate_signature(tx.signature):
raise HTTPException(400, "Invalid transaction signature")
return {"status": "completed"}

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1.3 可用性（Availability）

防护策略
通过请求速率限制保障服务稳定。使用 Redis 实现分布式限流。

# fastapi-limiter==0.1.5
# redis==4.5.4
from fastapi import Request
from fastapi_limiter import Limiter
from fastapi_limiter.depends import RateLimiter
limiter = Limiter(key_func=lambda: "global")
app.state.limiter = limiter
@app.get("/api/data")
@limiter.limit("10/minute")
async def get_data(request: Request):
return {"data": "Important resource"}

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二、HTTPS 传输层加密

2.1 TLS 握手流程

sequenceDiagram participant Client participant Server Client->>Server: ClientHello (支持的加密套件) Server->>Client: ServerHello (选定加密套件) + 证书 Client->>Server: 验证证书 + 生成预主密钥 Server->>Client: 完成握手 Note over Client,Server: 开始加密通信2.2 证书配置实战

# 生成自签名证书
openssl req -x509 -newkey rsa:4096 -nodes -out domain.crt -keyout domain.key -days 365

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三、安全威胁防御

3.1 XSS 防护

场景示例
用户评论输入时的防御

from fastapi import HTTPException
from html import escape
@app.post("/comments")
async def create_comment(content: str):
# 自动转义HTML字符
sanitized_content = escape(content)
save_to_db(sanitized_content)
return {"status": "created"}

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3.2 CSRF 防护

令牌验证实现

# fastapi-csrf-protect==0.1.1
from fastapi_csrf_protect import CsrfProtect
@CsrfProtect.load_config
def get_csrf_config():
return {"secret_key": "SECRET_KEY"}
@app.post("/transfer")
async def bank_transfer(
request: Request,
csrf_protect: CsrfProtect = Depends()
):
csrf_protect.validate(request)
# 执行业务逻辑

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3.3 SQL 注入防护

ORM 安全实践

# SQLAlchemy==1.4.39
from sqlalchemy import text
# 危险写法（易受注入攻击）
stmt = text(f"SELECT * FROM users WHERE name = '{name}'")
# 安全写法（参数化查询）
safe_stmt = text("SELECT * FROM users WHERE name = :name").bindparams(name=name)

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课后Quiz

问题1
当收到包含

的用户输入时，如何处理最安全？
A) 直接存入数据库
B) 使用HTML转义
C) 截断超过50字符的内容
答案解析
正确答案B。通过html.escape()将特殊字符转换为实体（如<），可有效防止浏览器执行恶意脚本。
常见报错解决

报错422 Validation Error
产生原因：
请求体不符合Pydantic模型定义的数据类型
解决方案：

检查请求头Content-Type: application/json
使用Swagger文档测试接口
打印模型校验错误详情：

@app.exception_handler(RequestValidationError)
async def validation_handler(request, exc):
print(f"Validation error: {exc.errors()}")

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