Djangoサイン、`max_age`の落とし穴とワンタイムトークンの実装

django.core.signingは便利です。しかし、max_ageだけを信頼してトークンを発行した場合、深刻なセキュリティホールを抱えている可能性があります。

🚫 max_ageは「ワンタイム」ではない

最も一般的な誤解です。TimestampSignerのmax_ageは有効期限を検証するだけです。

loads(token, max_age=600)

このトークンは10分のものです。この10分間は100回でも1000回でもloadsに成功します。

サイニングモジュールは状態(state)を保存しないためです。

パスワードリセットリンクやメール認証リンクが複数回使用される場合は？ひどい事態です。

「一度だけ使用可能」機能は私たちが自分で実装する必要があります。最も一般的な2つの方法、DBとキャッシュを紹介します。

1. DB方式（最も安全な方法）

核心: トークンの使用可否をDBフラグ（used）で管理します。

セキュリティが重要なパスワードリセット、アカウントのアクティブ化、決済承認などに強く推奨されます。

1. モデル設計

トークンの状態を保存するモデルが必要です。ユニーク識別子(Nonce)にUUIDを使用します。

# models.py
import uuid
from django.db import models
from django.conf import settings

class OneTimeToken(models.Model):
    user = models.ForeignKey(settings.AUTH_USER_MODEL, on_delete=models.CASCADE)
    nonce = models.UUIDField(default=uuid.uuid4, unique=True, editable=False)
    created_at = models.DateTimeField(auto_now_add=True)
    used = models.BooleanField(default=False)

2. トークン生成

DBに「使用前」レコードをまず作成します。そしてそのレコードのnonce値を署名します。

from django.core.signing import TimestampSigner
from .models import OneTimeToken

def create_one_time_link(user):
    # 1. "使用前"トークンレコードを作成
    token_record = OneTimeToken.objects.create(user=user)

    # 2. ユニーク識別子(nonce)を署名
    signer = TimestampSigner()
    signed_nonce = signer.dumps(str(token_record.nonce))

    return f"https://example.com/verify?token={signed_nonce}"

3. トークン検証

このロジックが核心です。

from django.core.signing import TimestampSigner, BadSignature, SignatureExpired
from .models import OneTimeToken

def verify_one_time_token(signed_nonce, max_age_seconds=1800): # 30分
    signer = TimestampSigner()

    try:
        # 1. 署名 + 有効期限検証
        nonce_str = signer.loads(signed_nonce, max_age=max_age_seconds)

        # 2. DBからNonceを照会
        token_record = OneTimeToken.objects.get(nonce=nonce_str)

        # 3. ★★★ 既に使用されているか確認 ★★★
        if token_record.used:
            print("既に使用されたトークンです。")
            return None

        # 4. ★★★ 「使用済み」に状態を変更 ★★★（DBトランザクション推奨）
        token_record.used = True
        token_record.save()

        # 5. 成功: ユーザーを返す
        return token_record.user

    except SignatureExpired:
        print("トークンが期限切れです。")
        return None
    except (BadSignature, OneTimeToken.DoesNotExist):
        print("無効なトークンです。")
        return None

• 利点: 非常に安全で明確です。使用履歴がDBに残り追跡可能です。
• 欠点: DB I/Oが発生します。古いトークンレコードを定期的に整理する必要があります。

2. キャッシュ方式（より早い方法）

from django.core.signing import TimestampSigner

signer = TimestampSigner()
token = signer.dumps({"user_id": 123})

from django.core.cache import cache
from django.core.signing import TimestampSigner, BadSignature, SignatureExpired
import hashlib

def verify_one_time_token_with_cache(token, max_age_seconds=1800):
    signer = TimestampSigner()

    try:
        # 1. 署名 + 有効期限検証
        data = signer.loads(token, max_age=max_age_seconds)

        # 2. キャッシュキーを生成（トークンが長い可能性があるためハッシュ化）
        token_hash = hashlib.sha256(token.encode()).hexdigest()
        cache_key = f"used_token:{token_hash}"

        # 3. ★★★ キャッシュ（ブラックリスト）にあるか確認 ★★★
        if cache.get(cache_key):
            print("既に使用されたトークンです。")
            return None

        # 4. ★★★ 「使用済み」としてキャッシュに登録 ★★★
        #    トークンの元のmax_age分だけキャッシュに保存
        cache.set(cache_key, 'used', timeout=max_age_seconds)

        # 5. 成功: データを返す
        return data

    except SignatureExpired:
        print("トークンが期限切れです。")
        return None
    except BadSignature:
        print("無効なトークンです。")
        return None