Web 開發學習筆記(4) --- 重定向與HSTS

回顧

• 通過前幾篇文章的內容, 我們已經基於 Python 的 Flask 框架搭建了一個基本 Web 應用, ~/webapp/server.py 的代碼如下

  
  

  from flask import Flask
  from flask.views import MethodView
  app = Flask(__name__)
  
  class IndexHandler(MethodView):
      def __init__(self, name):
          print(name)
  
      def get(self):
          return 'It is a GET request'
  
      def post(self):
          return 'It is a POST request'
  
  if __name__ == '__main__':
      app.add_url_rule('/', view_func=IndexHandler.as_view('index'))
      context = ('./server.cer', './server.key')
      app.run(port=443, host='0.0.0.0', debug=True, threaded=True, ssl_context=context)

  此外, 我們還爲其申請了公網 IP 和域名 www.awesome.com , 並且部署了 Let's Encrypt 的 HTTPS 證書. 現在, 當我們在瀏覽器地址欄輸入 https://www.awesome.com 即可訪問我們的網站.

  
  

• 不過, 我們的網站目前還存在幾個問題:

  
  

  1.無法訪問 http://www.awesome.com
  2.每次都需要用戶手動輸入 https:// 前綴以制定 https 形式的訪問

  爲此, 我們需要重新編寫一個 server 並監聽 80 端口, 並對所有請求返回一個 redirect 響應, 把所有 http 請求都重定向爲 https 請求. 最後, 我們還將開啓 HSTS, 方便用戶、提高安全性的同時減少無效的訪問.

  
  

監聽 80 端口

• 考慮我們的目的只是爲了進行重定向, 我們不如暫且撇開 Flask, 用 Python 自帶的網絡庫寫一個簡單的 server, 把它當成一個練手的 demo.

  
  

  結合文檔 wsgiref, 我們可以新建 ~/webapp/redirect.py 並填寫如下內容

  
  

  from wsgiref.util import setup_testing_defaults
  from wsgiref.simple_server import make_server
  
  def simple_app(environ, start_response):
      status = '200 OK'
      headers = [('Content-type', 'text/plain; charset=utf-8')]
      start_response(status, headers)
  
      ret = [("%s: %s\n" % (key, value)).encode("utf-8") for key, value in environ.items()]
      return ret
  
  with make_server('0.0.0.0', 80, simple_app) as httpd:
      httpd.serve_forever()

  
  

將 http 請求重定向爲 https 請求

• 爲了實現重定向(redirect), 我們需要構造這樣一個 http response:

  
  

  • 它的 Status Code 是 301 Moved Permanently
  • 它的 headers 中包含了 redirect 的目標地址 Location: https://..., 其中 ... 是用戶請求的 URI, 如首頁的 URI 就是 https://www.awesome.com/, 下面以這個 URI 爲例.
  • 最後將 response body 設爲空即可

    
    

• 因此我們可以得到這樣的 response header

  
  

  HTTP/1.1 301 Moved Permanently
  Content-length: 0
  Location: https://www.awesome.com/

  我們可以據此修改 redirect.py 的內容

  
  

  from wsgiref.util import request_uri
  from wsgiref.simple_server import make_server
  
  def simple_app(environ, start_response):
      uri = request_uri(environ)            # 獲取 client 請求的地址 URI
      location = uri[:4] + 's' + uri[4:]    # 將 http 替換成 https
      status = '301 Moved Permanently'      # 設置 Status Code
      headers =   [ ('Content-length', '0'), ('Location', location) ] # 設置 headers
  
      start_response(status, headers)
      return b''
  
  httpd = make_server('0.0.0.0', 80, simple_app)
  httpd.serve_forever()

• 至此, 我們新編寫的 server 已經完成了, 我們在 ~/webapp/ 目錄下打開一個 Terminal, 然後運行如下命令

  
  

  python3 redirect.py

  接着, 我們打開瀏覽器的開發者工具, 並在地址欄輸入 www.awesome.com. 如果一切順利, 我們將在開發者工具中看到一個 301 跳轉, 然後被重定向到 https://www.awesome.com

  
  

開啓 HSTS

• 爲了開啓 HSTS, 我們需要在 http response headers 中添加如下記錄

  
  

  Strict-Transport-Security: max-age=15768000; includeSubDomains; preload

  以上內容在提供 https 服務的 server 中添加即可, 因此我們需要修改 ~/webapp/server.py. 首先引入 make_response, 然後在 get() 方法中生成 resp = make_response('It is a GET request'), 以替換原來的生成響應的方法. 接着加上新的 headers 記錄 resp.headers['Strict-Transport-Security'] = 'max-age=15768000; includeSubDomains; preload'. 因此可以得到如下 server.py

  
  

  from flask import Flask, make_response
  from flask.views import MethodView
  app = Flask(__name__)
  
  class IndexHandler(MethodView):
      def get(self):
          resp = make_response('It is a GET request')
          resp.headers['Strict-Transport-Security'] = 'max-age=15768000; includeSubDomains; preload'
          return resp
  
  if __name__ == '__main__':
      app.add_url_rule('/', view_func=IndexHandler.as_view('index'))
      context = ('./server.cer', './server.key')
      app.run(port=443, host='0.0.0.0', debug=True, threaded=True, ssl_context=context)

• 保存 server.py 之後, 我們運行 server.py

  
  

  python3 server.py

  接着, 我們用無痕模式訪問 www.awesome.com, 在開發者工具中, 我們首先可以看到一個 301 跳轉, 然後在自動進行的對 https://www.awesome.com 的請求之後, 我們就可以在 response headers 看到新添加的 Strict-Transport-Security 記錄了.

  
  

  此時, 如果我們再次輸入 www.awesome.com, 從開發者工具中我們可以看到, 跳轉碼從 301 變成了 307, 也就是 Internal Redirect, 這是在瀏覽器內部進行的重定向, 不許要經過我們的 redirect.py, 減少了一次不必要的訪問. 這也是 HSTS 帶來的好處之一.

  
  

• 如果想了解更多關於 HSTS 的內容, 可以參考這篇博客: HSTS學習筆記.

  
  

參考資料

• wsgiref — WSGI Utilities and Reference Implementation, Python Docs
• HSTS學習筆記