Autenticazione degli utenti su App Engine mediante Firebase

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Questo tutorial mostra come recuperare, verificare e archiviare le credenziali utente utilizzando Firebase Authentication, l'ambiente standard di App Engine e Datastore.

Questo documento illustra una semplice applicazione per scrivere note chiamata Firenotes, che memorizza gli appunti degli utenti nei loro blocchi note personali. Notebooks vengono archiviati per utente e identificati in base all'ID di autenticazione Firebase univoco di ciascun utente. L'applicazione include i seguenti componenti:

• Il frontend configura l'interfaccia utente di accesso e recupera l'ID di autenticazione Firebase. Gestisce inoltre le modifiche dello stato di autenticazione e consente agli utenti di vedere le note.

• FirebaseUI è una soluzione open source che semplifica le attività di autenticazione e UI. L'SDK gestisce l'accesso degli utenti, il collegamento di più provider a un unico account, il recupero delle password e altro ancora. Implementa le best practice di autenticazione per un'esperienza di accesso semplice e sicura.

  

• Il backend verifica lo stato di autenticazione dell'utente e restituisce le informazioni del profilo utente e le note dell'utente.

L'applicazione archivia le credenziali utente in Datastore utilizzando la libreria client NDB, ma puoi archiviare le credenziali in un database a tua scelta.

Il seguente diagramma mostra in che modo il frontend e il backend comunicano tra loro e in che modo le credenziali utente vengono trasferite da Firebase al database.

Firenotes si basa sul framework di applicazioni web Flask. L'app di esempio utilizza Flask per la sua semplicità e facilità d'uso, ma i concetti e le tecnologie esplorati sono applicabili indipendentemente dal framework utilizzato.

Obiettivi

Se completi questo tutorial, sarai in grado di:

• Configura l'interfaccia utente di Firebase Authentication.
• Ottenere un token ID Firebase e verificarlo utilizzando l'autenticazione lato server.
• Archiviare le credenziali utente e i dati associati in Datastore.
• Query su un database utilizzando la libreria client NDB.
• Eseguire il deployment di un'app in App Engine.

Costi

Questo tutorial utilizza i componenti fatturabili di Google Cloud, tra cui:

• Datastore

Utilizza il Calcolatore prezzi per generare una stima dei costi in base all'utilizzo previsto. I nuovi utenti Google Cloud potrebbero essere idonei per una prova gratuita.

Prima di iniziare

1. Installa Git, Python 2.7 e virtualenv. Per ulteriori informazioni sulla configurazione dell'ambiente di sviluppo Python, ad esempio sull'installazione della versione più recente di Python, consulta la sezione Configurazione di un ambiente di sviluppo Python per Google Cloud.
2. Accedi al tuo account Google Cloud. Se non conosci Google Cloud, crea un account per valutare le prestazioni dei nostri prodotti in scenari reali. I nuovi clienti ricevono anche 300 $di crediti gratuiti per l'esecuzione, il test e il deployment dei carichi di lavoro.

3. Nella pagina del selettore di progetti della console Google Cloud, seleziona o crea un progetto Google Cloud.

   Nota: se non prevedi di conservare le risorse create in questa procedura, crea un progetto anziché selezionarne uno esistente. Dopo aver completato questi passaggi, puoi eliminare il progetto, rimuovendo tutte le risorse associate.

   Vai al selettore progetti

4. Installa Google Cloud CLI.

5. Per initialize gcloud CLI, esegui questo comando:

   gcloud init

6. Nella pagina del selettore di progetti della console Google Cloud, seleziona o crea un progetto Google Cloud.

   Nota: se non prevedi di conservare le risorse create in questa procedura, crea un progetto anziché selezionarne uno esistente. Dopo aver completato questi passaggi, puoi eliminare il progetto, rimuovendo tutte le risorse associate.

   Vai al selettore progetti

7. Installa Google Cloud CLI.

8. Per initialize gcloud CLI, esegui questo comando:

   gcloud init

Se hai già installato e inizializzato l'SDK in un altro progetto, imposta il progetto gcloud sull'ID del progetto App Engine che stai utilizzando per Firenotes. Consulta la sezione Gestione delle configurazioni di Google Cloud SDK per i comandi specifici che consentono di aggiornare un progetto con lo strumento gcloud.

Clonazione dell'app di esempio

Per scaricare l'esempio sul computer locale:

1. Clona il repository dell'applicazione di esempio sulla tua macchina locale:

   git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/python-docs-samples.git

   In alternativa, puoi scaricare l'esempio come file ZIP ed estrarlo.

2. Vai alla directory che contiene il codice campione:

   cd python-docs-samples/appengine/standard/firebase/firenotes
   

   Per configurare FirebaseUI e abilitare i provider di identità:

3. Per aggiungere Firebase alla tua app:

   1. Crea un progetto Firebase nella console Firebase.
      • Se non hai ancora un progetto Firebase, fai clic su Aggiungi progetto e inserisci il nome di un progetto Google Cloud esistente o di un nuovo nome.
      • Se hai già un progetto Firebase che vuoi utilizzare, selezionalo dalla console.
   2. Nella pagina della panoramica del progetto, fai clic su Aggiungi Firebase alla tua app web. Se il progetto include già un'app, seleziona Aggiungi app dalla pagina della panoramica del progetto.

   3. Usa la sezione Initialize Firebase dello snippet di codice personalizzato del tuo progetto per compilare la seguente sezione del file frontend/main.js:

      appengine/standard/firebase/firenotes/frontend/main.js

      Visualizza su GitHub

      // Obtain the following from the "Add Firebase to your web app" dialogue
      // Initialize Firebase
      var config = {
        apiKey: "<API_KEY>",
        authDomain: "<PROJECT_ID>.firebaseapp.com",
        databaseURL: "https://<DATABASE_NAME>.firebaseio.com",
        projectId: "<PROJECT_ID>",
        storageBucket: "<BUCKET>.appspot.com",
        messagingSenderId: "<MESSAGING_SENDER_ID>"
      };

4. Nel file frontend/main.js, configura il widget di accesso FirebaseUI selezionando i provider che vuoi offrire agli utenti.

   appengine/standard/firebase/firenotes/frontend/main.js

   Visualizza su GitHub

   // Firebase log-in widget
   function configureFirebaseLoginWidget() {
     var uiConfig = {
       'signInSuccessUrl': '/',
       'signInOptions': [
         // Leave the lines as is for the providers you want to offer your users.
         firebase.auth.GoogleAuthProvider.PROVIDER_ID,
         firebase.auth.FacebookAuthProvider.PROVIDER_ID,
         firebase.auth.TwitterAuthProvider.PROVIDER_ID,
         firebase.auth.GithubAuthProvider.PROVIDER_ID,
         firebase.auth.EmailAuthProvider.PROVIDER_ID
       ],
       // Terms of service url
       'tosUrl': '<your-tos-url>',
     };
   
     var ui = new firebaseui.auth.AuthUI(firebase.auth());
     ui.start('#firebaseui-auth-container', uiConfig);
   }

5. Abilita i provider che hai scelto di conservare nella console di Firebase facendo clic su Autenticazione > Metodo di accesso. Quindi, in Fornitori di accesso, passa il mouse sopra un fornitore e fai clic sull'icona a forma di matita.

   

   1. Attiva/disattiva il pulsante Abilita e, per i provider di identità di terze parti, inserisci l'ID e il secret del provider indicati nel sito per sviluppatori del provider. I documenti di Firebase forniscono istruzioni specifiche nella sezione "Prima di iniziare" delle guide di Facebook, Twitter e GitHub. Dopo aver abilitato un provider, fai clic su Salva.

      

   2. Nella console Firebase, in Domini autorizzati, fai clic su Aggiungi dominio e inserisci il dominio della tua app su App Engine nel seguente formato:

      [PROJECT_ID].appspot.com
      

      Non includere http:// prima del nome di dominio.

Installazione delle dipendenze

1. Vai alla directory backend e completa la configurazione dell'applicazione:

   cd backend/
   

2. Installa le dipendenze in una directory lib nel tuo progetto:

   pip install -t lib -r requirements.txt
   

3. In appengine_config.py, il metodo vendor.add() registra le librerie nella directory lib.

Esecuzione dell'applicazione in locale

Per eseguire l'applicazione localmente, utilizza il server di sviluppo locale di App Engine:

1. Aggiungi il seguente URL come backendHostURL in main.js:

   http://localhost:8081

2. Vai alla directory principale dell'applicazione. Poi avvia il server di sviluppo:

   dev_appserver.py frontend/app.yaml backend/app.yaml
   

3. Visita la pagina http://localhost:8080/ su un browser web.

Autenticazione degli utenti sul server

Ora che hai configurato un progetto e inizializzato un'applicazione per lo sviluppo, puoi attraversare il codice per capire come recuperare e verificare i token ID Firebase sul server.

Ottenere un token ID da Firebase

Il primo passaggio dell'autenticazione lato server consiste nel recuperare un token di accesso per la verifica. Le richieste di autenticazione vengono gestite con l'ascoltatore onAuthStateChanged() di Firebase:

appengine/standard/firebase/firenotes/frontend/main.js

Visualizza su GitHub

firebase.auth().onAuthStateChanged(function(user) {
  if (user) {
    $('#logged-out').hide();
    var name = user.displayName;

    /* If the provider gives a display name, use the name for the
    personal welcome message. Otherwise, use the user's email. */
    var welcomeName = name ? name : user.email;

    user.getIdToken().then(function(idToken) {
      userIdToken = idToken;

      /* Now that the user is authenicated, fetch the notes. */
      fetchNotes();

      $('#user').text(welcomeName);
      $('#logged-in').show();

    });

  } else {
    $('#logged-in').hide();
    $('#logged-out').show();

  }
});

Quando un utente ha eseguito l'accesso, il metodo getToken() di Firebase nel callback restituisce un token ID Firebase sotto forma di token JWT (JSON Web Token).

Verifica dei token sul server

Dopo che un utente ha eseguito l'accesso, il servizio di frontend recupera tutte le note esistenti nel blocco note dell'utente tramite una richiesta GET AJAX. Ciò richiede l'autorizzazione per accedere ai dati dell'utente, quindi il JWT viene inviato nell'intestazione Authorization della richiesta utilizzando lo schema Bearer:

appengine/standard/firebase/firenotes/frontend/main.js

Visualizza su GitHub

// Fetch notes from the backend.
function fetchNotes() {
  $.ajax(backendHostUrl + '/notes', {
    /* Set header for the XMLHttpRequest to get data from the web server
    associated with userIdToken */
    headers: {
      'Authorization': 'Bearer ' + userIdToken
    }
  })

Prima che il client possa accedere ai dati del server, il server deve verificare che il token sia firmato da Firebase. Puoi verificare questo token utilizzando la libreria di autenticazione di Google per Python. Utilizza la funzione verify_firebase_token della libreria di autenticazione per verificare il token di connessione ed estrarre le attestazioni:

appengine/standard/firebase/firenotes/backend/main.py

Visualizza su GitHub

id_token = request.headers["Authorization"].split(" ").pop()
claims = google.oauth2.id_token.verify_firebase_token(
    id_token, HTTP_REQUEST, audience=os.environ.get("GOOGLE_CLOUD_PROJECT")
)
if not claims:
    return "Unauthorized", 401

Ogni provider di identità invia un insieme diverso di rivendicazioni, ma ognuna ha almeno una rivendicazione sub con un ID utente univoco e una rivendicazione che fornisce alcune informazioni del profilo, come name o email, che puoi utilizzare per personalizzare l'esperienza utente sulla tua app.

Gestione dei dati utente in Datastore

Dopo l'autenticazione di un utente, devi archiviare i suoi dati in modo che vengano conservati al termine di una sessione di accesso. Le seguenti sezioni spiegano come archiviare una nota come entità Datastore e separare le entità in base allo User-ID.

Creazione di entità per archiviare i dati utente

È possibile creare un'entità in Datastore dichiarando una classe del modello NDB con determinate proprietà, come numeri interi o stringhe. Datastore indicizza le entità per kind; nel caso di Firenotes, il tipo di ogni entità è Note. Ai fini delle query, ogni Note viene archiviato con un nome chiave, che corrisponde all'ID utente ottenuto dalla rivendicazione sub nella sezione precedente.

Il codice seguente mostra come impostare le proprietà di un'entità, sia con il metodo del costruttore per la classe del modello al momento della creazione dell'entità sia tramite l'assegnazione di singole proprietà dopo la creazione:

appengine/standard/firebase/firenotes/backend/main.py

Visualizza su GitHub

data = request.get_json()

# Populates note properties according to the model,
# with the user ID as the key name.
note = Note(parent=ndb.Key(Note, claims["sub"]), message=data["message"])

# Some providers do not provide one of these so either can be used.
note.friendly_id = claims.get("name", claims.get("email", "Unknown"))

Per scrivere il Note appena creato in Datastore, chiama il metodo put() nell'oggetto note.

Recupero dei dati utente

Per recuperare i dati utente associati a un determinato ID utente, utilizza il metodo NDB query() per cercare nel database le note relative allo stesso gruppo di entità. Le entità nello stesso gruppo o nel percorso predecessore condividono un nome di chiave comune, che in questo caso è lo User-ID.

appengine/standard/firebase/firenotes/backend/main.py

Visualizza su GitHub

def query_database(user_id):
    """Fetches all notes associated with user_id.

    Notes are ordered them by date created, with most recent note added
    first.
    """
    ancestor_key = ndb.Key(Note, user_id)
    query = Note.query(ancestor=ancestor_key).order(-Note.created)
    notes = query.fetch()

    note_messages = []

    for note in notes:
        note_messages.append(
            {
                "friendly_id": note.friendly_id,
                "message": note.message,
                "created": note.created,
            }
        )

    return note_messages

Puoi quindi recuperare i dati della query e visualizzare le note nel client:

appengine/standard/firebase/firenotes/frontend/main.js

Visualizza su GitHub

// Fetch notes from the backend.
function fetchNotes() {
  $.ajax(backendHostUrl + '/notes', {
    /* Set header for the XMLHttpRequest to get data from the web server
    associated with userIdToken */
    headers: {
      'Authorization': 'Bearer ' + userIdToken
    }
  }).then(function(data){
    $('#notes-container').empty();
    // Iterate over user data to display user's notes from database.
    data.forEach(function(note){
      $('#notes-container').append($('<p>').text(note.message));
    });
  });
}

Deployment dell'app

Hai integrato correttamente Firebase Authentication con l'applicazione App Engine. Per visualizzare la tua applicazione in esecuzione in un ambiente di produzione attivo:

1. Cambia l'URL dell'host di backend in main.js in https://backend-dot-[PROJECT_ID].appspot.com. Sostituisci [PROJECT_ID] con l'ID progetto.

2. Esegui il deployment dell'applicazione utilizzando l'interfaccia a riga di comando di Google Cloud SDK:

   gcloud app deploy backend/index.yaml frontend/app.yaml backend/app.yaml
   

3. Visualizza l'applicazione pubblicata su https://[PROJECT_ID].appspot.com.

   Nota: l'aggiornamento degli indici Datastore richiede alcuni minuti, perciò l'applicazione potrebbe non essere completamente funzionale subito dopo il deployment.

Esegui la pulizia

Per evitare che al tuo account Google Cloud vengano addebitati costi relativi alle risorse utilizzate in questo tutorial, elimina il tuo progetto App Engine:

Elimina il progetto

Il modo più semplice per eliminare la fatturazione è eliminare il progetto che hai creato per il tutorial.

Per eliminare il progetto:

Attenzione: l'eliminazione di un progetto ha i seguenti effetti:

• L'intero contenuto del progetto viene eliminato. Se hai utilizzato un progetto esistente per le attività in questo documento, quando lo elimini elimini anche qualsiasi altro lavoro svolto nel progetto.
• Gli ID progetto personalizzati non sono più disponibili. Quando hai creato questo progetto, potresti aver creato un ID progetto personalizzato che vuoi utilizzare in futuro. Per conservare gli URL che utilizzano l'ID progetto, ad esempio un URL appspot.com, elimina le risorse selezionate all'interno del progetto anziché eliminare l'intero progetto.

Se intendi esplorare più architetture, tutorial o guide rapide, puoi riutilizzare i progetti ed evitare così di superare i limiti di quota.

1. Nella console Google Cloud, vai alla pagina Gestisci risorse.

   Vai a Gestisci risorse

2. Nell'elenco dei progetti, seleziona il progetto che vuoi eliminare, quindi fai clic su Elimina.
3. Nella finestra di dialogo, digita l'ID del progetto e fai clic su Chiudi per eliminare il progetto.

Passaggi successivi

• Esplora le architetture di riferimento, i diagrammi e le best practice su Google Cloud. Dai un'occhiata al nostro Cloud Architecture Center.