摘要：參考鏈接微信小程序七日談第五天你可能要在登錄功能上花費大力氣理解認證及實踐網站微信登錄實現最后，感謝女朋友支持。

開發微信小程序時，接入小程序的授權登錄可以快速實現用戶注冊登錄的步驟，是快速建立用戶體系的重要一步。這篇文章將介紹 python + sanic + 微信小程序實現用戶快速注冊登錄全棧方案。

微信小程序登錄時序圖如下：

這個流程分為兩大部分：

小程序使用 wx.login() API 獲取 code，調用 wx.getUserInfo() API 獲取 encryptedData 和 iv，然后將這三個信息發送給第三方服務器。

第三方服務器獲取到 code、encryptedData和 iv 后，使用 code 換取 session_key，然后將 session_key 利用 encryptedData 和 iv 解密在服務端獲取用戶信息。根據用戶信息返回 jwt 數據，完成登錄。

下面我們先看一下小程序提供的 API。

在這個授權登錄的過程中，用到的 API 如下：

wx.login

wx.getUserInfo

wx.chekSession 是可選的，這里并沒有用到。

調用此接口可以獲取登錄憑證（code），以用來換取用戶登錄態信息，包括用戶的唯一標識（openid） 及本次登錄的 會話密鑰（session_key）。

如果接口調用成功，返回結果如下：

開發者服務器使用登錄憑證 code 獲取 session_key 和 openid。其中 session_key 是對用戶數據進行加密簽名的密鑰。為了自身應用安全，session_key 不應該在網絡上傳輸。所以這一步應該在服務器端實現。

此接口用來獲取用戶信息。

當 withCredentials 為 true 時，要求此前有調用過 wx.login 且登錄態尚未過期，此時返回的數據會包含 encryptedData, iv 等敏感信息；當 withCredentials 為 false 時，不要求有登錄態，返回的數據不包含 encryptedData, iv 等敏感信息。

接口success 時返回參數如下：

encryptedData 解密后為以下 json 結構，詳見加密數據解密算法

{
    "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，在給服務器端發送授權驗證的過程中需要將 code、encryptedData 和 iv 一起發送。

服務器端授權需要提供兩個 API：

/oauth/token 通過小程序提供的驗證信息獲取服務器自己的 token

/accounts/wxapp 如果登錄用戶是未注冊用戶，使用此接口注冊為新用戶。

開始授權時，小程序調用此 API 嘗試換取jwt，如果用戶未注冊返回401，如果用戶發送參數錯誤，返回403。

接口 獲取 jwt 成功時返回參數如下：

小程序授權后應該先調用此接口，如果結果是用戶未注冊，則應該調用新用戶注冊的接口先注冊新用戶，注冊成功后再調用此接口換取 jwt。

注冊新用戶時，服務器端需要存儲當前用戶的 openid，所以和授權接口一樣，請求時需要的參數為 code、encryptedData 和 iv。

注冊成功后，將返回用戶的 ID 和注冊時間。此時，應該再次調用獲取 token 的接口去換取第三方 token，以用來下次登錄。

接口定義好之后，來看下前后端整體的授權登錄流程。

這個流程需要注意的是，在 C 步（使用 code 換取 session ）之后我們得到 session_key，然后需要用 session_key 解密得到用戶數據。

然后使用 openid 判斷用戶是否已經注冊，如果用戶已經注冊，生成 jwt 返回給小程序。
如果用戶未注冊返回401， 提示用戶未注冊。

jwt(3rd_session) 用于第三方服務器和小程序之間做登錄態校驗，為了保證安全性，jwt 應該滿足：

足夠長。建議有 2^128 組合

避免使用 srand(當前時間)，然后 rand() 的方法，而是采用操作系統提供的真正隨機數機制。

設置一定的有效時間，

當然，在小程序中也可以使用手機號登錄，不過這是另一個功能了，就不在這里敘述了。

說了這么多，接下來看代碼吧。

代碼邏輯為：

用戶在小程序授權

小程序將授權消息發送到服務器，服務器檢查用戶是否已經注冊，如果注冊返回 jwt，如果沒注冊提示用戶未注冊，然后小程序重新請求注冊接口，注冊用戶，注冊成功后重復這一步。

為了簡便，這里在小程序 啟動的時候就請求授權。代碼實現如下。

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

App({
    onLaunch: function() {
        //調用API從本地緩存中獲取數據
        var jwt = wx.getStorageSync("jwt");
        var that = this;
        if (!jwt.access_token){ //檢查 jwt 是否存在 如果不存在調用登錄
            that.login();
        } else {
            console.log(jwt.account_id);
        }
    },
    login: function() {
        // 登錄部分代碼
        var that = this;
        wx.login({
            // 調用 login 獲取 code
            success: function(res) {
                var code = res.code;
                wx.getUserInfo({
                    // 調用 getUserInfo 獲取 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({ // 發送請求 獲取 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 后存儲到 storage，
                                    wx.showToast({
                                        title: "登錄成功",
                                        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){
                                    // 如果沒有注冊調用注冊接口
                                    that.register();
                                } else {
                                    // 提示錯誤信息
                                    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() {
        // 注冊代碼
        var that = this;
        wx.login({ // 調用登錄接口獲取 code
            success: function(res) {
                var code = res.code;
                wx.getUserInfo({
                    // 調用 getUserInfo 獲取 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({ // 請求注冊用戶接口
                            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: "注冊成功",
                                        icon: "success"
                                    });
                                    that.login();
                                } else if (res.statusCode === 400) {
                                    wx.showToast({
                                        title: "用戶已注冊",
                                        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: "已注冊",
                        icon: "success"
                    });
                } else if (res.statusCode === 401 || res.statusCode === 403) {
                    wx.showToast({
                        title: "未注冊",
                        icon: "error"
                    });
                }

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

    globalData: {
        userInfo: null
    }
})

服務端使用 sanic 框架 + swagger_py_codegen 生成 rest-api。
數據庫使用 MongoDB，python-weixin 實現了登錄過程中 code 換取 session_key 以及 encryptedData 解密的功能，所以使用python-weixin 作為 python 微信 sdk 使用。

為了過濾無效請求，服務器端要求用戶在獲取 token 或授權時在 header 中帶上 Authorization 信息。 Authorization 在登錄前使用的是 Basic 驗證（格式 (Basic hashkey) 注 hashkey為client_id + client_secret 做BASE64處理），只是用來校驗請求的客戶端是否合法。不過Basic 基本等同于明文，并不能用它來進行嚴格的授權驗證。
jwt 原理及使用參見 理解JWT（JSON Web Token）認證及實踐

使用 swagger 生成代碼結構如下：

由于代碼太長，這里只放獲取 jwt 的邏輯：

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  換取 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 用戶信息
    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)
    # 獲取 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 是一個 object 需要轉化成字符串
    return True, {"access_token": token, "account_id": str(account["_id"])}

具體代碼可以在 Metis：https://github.com/gusibi/Metis 查看。

Note: 如果試用代碼，請先設定 oauth2_client，使用自己的配置。
不要將私密配置信息提交到 github。

《微信小程序七日談》- 第五天：你可能要在登錄功能上花費大力氣

理解JWT（JSON Web Token）認證及實踐

網站微信登錄－python 實現

最后，感謝女朋友支持。