面试题：Python网络编程的性能优化与安全加固

网络通信部分性能优化

使用异步编程：
- 说明：Python的asyncio库提供了异步I/O操作的能力，能显著提高网络应用在高并发场景下的性能。通过async和await关键字，代码可以在等待I/O操作（如网络请求）时切换到其他任务，而不是阻塞等待。
- 示例：

import asyncio


async def fetch_data():
    await asyncio.sleep(1)
    return "Data fetched"


async def main():
    task1 = asyncio.create_task(fetch_data())
    task2 = asyncio.create_task(fetch_data())
    result1 = await task1
    result2 = await task2
    print(result1, result2)


if __name__ == "__main__":
    asyncio.run(main())

连接池技术：
- 说明：对于频繁的网络连接操作，如数据库连接或HTTP请求，可以使用连接池。连接池预先创建一定数量的连接并缓存起来，当应用需要进行网络操作时，直接从连接池中获取连接，使用完毕后再归还到连接池，避免了每次创建和销毁连接的开销。
- 示例：以aiomysql库的连接池为例：

import aiomysql


async def main():
    pool = await aiomysql.create_pool(host='127.0.0.1', port=3306,
                                      user='root', password='password',
                                      db='test', autocommit=True)
    async with pool.acquire() as conn:
        async with conn.cursor() as cur:
            await cur.execute("SELECT 1")
            result = await cur.fetchone()
            print(result)
    pool.close()
    await pool.wait_closed()


if __name__ == "__main__":
    asyncio.run(main())

使用高效的网络库：
- 说明：选择更适合高并发场景的网络库，例如uvloop，它是asyncio事件循环的替代品，性能比标准的asyncio事件循环更高。uvloop基于libuv，这是一个高性能的异步I/O库，在高并发网络应用中能提供更好的性能表现。
- 示例：

import asyncio
import uvloop


asyncio.set_event_loop_policy(uvloop.EventLoopPolicy())


async def main():
    await asyncio.sleep(1)
    print("Hello from uvloop")


if __name__ == "__main__":
    asyncio.run(main())

网络安全风险及防范

SQL注入风险：
- 说明：当应用接受用户输入并将其直接拼接到SQL语句中时，如果用户输入恶意的SQL代码，就可能导致数据库被非法查询、修改或删除数据。例如，用户在登录表单的用户名输入框中输入'; DROP TABLE users; --，如果应用程序没有正确处理，就会执行删除users表的操作。
- 防范：
  - 使用参数化查询：在Python的数据库操作库（如sqlite3、pymysql等）中，使用参数化查询代替直接拼接SQL语句。
  - 示例：以sqlite3为例：

import sqlite3


conn = sqlite3.connect('example.db')
cursor = conn.cursor()
username = input("Enter username: ")
password = input("Enter password: ")
query = "SELECT * FROM users WHERE username =? AND password =?"
cursor.execute(query, (username, password))
result = cursor.fetchone()
if result:
    print("Login successful")
else:
    print("Login failed")
conn.close()

XSS（跨站脚本攻击）风险：
- 说明：XSS攻击是指攻击者在网页中注入恶意的脚本，当用户访问该网页时，恶意脚本会在用户浏览器中执行，可能窃取用户的Cookie、会话令牌等敏感信息，或者进行其他恶意操作。例如，攻击者在一个论坛的评论区输入<script>alert('XSS')</script>，如果论坛应用没有对用户输入进行过滤，当其他用户查看该评论时，脚本就会执行。
- 防范：
  - 输出编码：在将用户输入输出到网页时，对特殊字符进行HTML编码，使其作为普通文本显示，而不是被浏览器解析为脚本。在Python的Web框架（如Flask、Django）中，都有内置的方法来实现这一点。
  - 示例：在Flask中：

from flask import Flask, escape

app = Flask(__name__)


@app.route('/')
def index():
    user_input = "<script>alert('XSS')</script>"
    safe_input = escape(user_input)
    return f"Your input: {safe_input}"


if __name__ == "__main__":
    app.run()

CSRF（跨站请求伪造）风险：
- 说明：CSRF攻击是指攻击者诱导用户访问一个包含恶意请求的页面，利用用户已登录的会话，在用户不知情的情况下执行某些操作，如转账、修改密码等。例如，用户登录了一个银行网站，此时没有退出登录，然后访问了一个恶意网站，该恶意网站通过隐藏的表单自动向银行网站发送转账请求，如果银行网站没有防范CSRF攻击，转账操作就可能会被执行。
- 防范：
  - 使用CSRF令牌：在Web应用中，为每个用户会话生成一个唯一的CSRF令牌，并在表单或请求中包含该令牌。服务器在接收到请求时，验证令牌的有效性。在Python的Django框架中，默认就启用了CSRF保护机制。
  - 示例：在Django中，模板中自动包含CSRF令牌：

<!DOCTYPE html>
<html>

<head>
    <title>CSRF Example</title>
</head>

<body>
    <form method="post">
        {% csrf_token %}
        <input type="submit" value="Submit">
    </form>
</body>

</html>

在视图函数中，Django会自动验证CSRF令牌：

from django.http import HttpResponse
from django.views.decorators.csrf import csrf_protect


@csrf_protect
def my_view(request):
    if request.method == 'POST':
        return HttpResponse("Form submitted successfully")
    return HttpResponse("GET request")

面试题：Python网络编程的性能优化与安全加固

知识考点

面试题答案

网络通信部分性能优化

网络安全风险及防范