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    asp.net core MVC之实现基于token的认证

    作者:CN_Simo 时间:2021-08-15 17:45

    安装Nuget包

    项目中添加包:dotnet add package Microsoft.AspNetCore.Authentication.JwtBearer

    添加认证配置

    Startup类中添加如下配置:

    public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
    {
        ...
        services.AddAuthentication(defaultScheme: JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme);
    }
    
    public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
    {
        ...
        app.UseAuthentication();
        app.UseAuthorization();
        app.UseEndpoints(endpoints =>
        {
            endpoints.MapControllers();
        }); 
    }
    
    

    AddAuthentication方法会向依赖注入容器添加认证服务和它所使用的其他服务,其参数defaultScheme用于指定当未指定具体的认证方案时将会使用的默认方案,上例为Bearer认证。

    AddAuthentication方法的另一重载能够使用AuthenticationOptions类为认证过程中的每一个动作指明所使用的认证方案,如DefaultAuthenticateScheme、
    DefaultChallengeScheme、
    DefaultSignInScheme、
    DefaultSignOutScheme、
    DefaultForbidScheme。
    如果没有为这些属性设置认证方案,则将使用DefaultScheme属性所指定的值。

    当添加JwtBearer认证方式时,JwtBearerOptions对象能够配置该认证的选项,它的TokenValidationParameters属性用于指定验证Token时的规则:

    var tokenSection = Configuration.GetSection("Security:Token");
    services.AddAuthentication(options => {
        options.DefaultAuthenticateScheme = JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme;
        options.DefaultChallengeScheme = JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme;
    }).AddJwtBearer(options => {
        options.TokenValidationParameters = new TokenValidationParameters{
            ValidateAudience = true,
            ValidateLifetime = true,
            ValidateIssuer = true,
            ValidateIssuerSigningKey = true,
            ValidIssuer = tokenSection["Issuer"],
            ValidAudience = tokenSection["Audience"],
            IssuerSigningKey = new SymmetricSecurityKey(
                Encoding.UTF8.GetBytes(tokenSection["Key"])
            ),
            ClockSkew = TimeSpan.Zero
        };
    });
    

    TokenValidationParameters类作为Token验证参数类,它包含了一些属性,这些属性如ValidateAudience、ValidateIssuer、ValidateLifetime和ValidateIssuerSigningKey,它们都是布尔类型,用于指明是否验证相应的项;而ValidIssuer和ValidAudience属性则用于指明合法的签发者(Issuer)与接受方(Audience)。在上例中,它们的值都从配置文件中获取;IssuerSigningKey属性的值用于指定进行签名验证的安全密钥,它的值为SymmetricSecurityKey对象,即对称加密密钥;ClockSkew属性的值表示验证时间的时间偏移值。

    上述代码会从配置文件中读取关于Token的信息,因此还需在appsettings.json中添加如下内容。

    "Security": {
      "Token": {
        "Issuer": "demo_issuer",
        "Audience": "demo_audience",
        "Key": "<your_secret_key>"
      }
    }
    

    为Controller添加认证

    接下来,为了使用ASP.NET Core的认证功能来保护资源,应为Controller或Action添加[Authorize]特性,该特性能够实现在访问相应的Controller或Action时,要求请求方提供指定的认证方式,它位于Microsoft.AspNetCore.Authorization命名空间中。需要为AuthorController和BookController添加该特性。

    [Authorize]
    public class AuthorController : ControllerBase
    {
    }
    [Authorize(AuthenticationSchemes = JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme)]
    public class BookController : ControllerBase
    {
    }
    

    如果使用了多个认证方式,则可以使用[Authorize]特性的AuthenticationSchemes属性指明当前Controller或Action要使用哪一种认证方式(如上例中的BookController);如果不设置,则会使用所添加认证时设置的默认方案;如果没有设置默认方案,则会出现InvalidOperationException异常,并提示未指定默认方案;此外,如果为AuthenticationSchemes属性指定了不存在的方案名称,也会出现InvalidOperationException异常。

    此时再访问Book和Author资源,会出现401 Unauthorized异常:

    如果要允许某个Action可以被匿名访问,可以在Action方法上添加属性标记 [AllowAnonymous]:

    [AllowAnonymous]
    public async Task<ActionResult<IEnumerable<AuthorDto>>> GetAuthorsAsync([FromQuery] AuthorResourceParameters parameters)
    

    添加认证信息生成接口

    JwtBearer中间件提供了对JWT的验证功能,然而并未提供生成Token的功能。要生成Token,可以使用JwtSecurityTokenHandler类,它位于System.IdentityModel.Tokens.Jwt命名空间,它不仅能够生成JWT,由于它实现了ISecurityTokenValidator接口,因此对JWT的验证也是由它完成的。接下来,我们将创建一个Controller,它将会根据用户的认证信息生成JWT,并返回给客户端。

    在Controllers文件夹中创建一个Controller,名为AuthenticateController,内容如下:

    using System;
    using System.Collections.Generic;
    using System.IdentityModel.Tokens.Jwt;
    using System.Security.Claims;
    using System.Text;
    using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
    using Microsoft.Extensions.Configuration;
    using Microsoft.IdentityModel.Tokens;
    
    namespace Library.Api.Controllers
    {
        [ApiController, Route("api/auth")]
        public class AuthenticateController : ControllerBase
        {
            public IConfiguration Configuration { get; }
            public AuthenticateController(IConfiguration configuration)
            {
                Configuration = configuration;
            }
    
            [HttpPost("token", Name = nameof(GenerateToken))]
            public IActionResult GenerateToken(string username, string password)
            {
                if (username != "demouser" || password != "demopassword")
                {
                    return Unauthorized();
                }
    
                var claims = new List<Claim>{
                    new Claim(JwtRegisteredClaimNames.Sub, username)
                };
    
                var tokenConfigSection = Configuration.GetSection("Security:Token");
                var key = new SymmetricSecurityKey(
                    Encoding.UTF8.GetBytes(tokenConfigSection["Key"])
                );
                var signCredential = new SigningCredentials(key, SecurityAlgorithms.HmacSha256);
                var jwtToken = new JwtSecurityToken(
                    issuer: tokenConfigSection["Issuer"],
                    audience: tokenConfigSection["Audience"],
                    claims: claims,
                    expires: DateTime.Now.AddMinutes(3),
                    signingCredentials: signCredential
                );
    
                return Ok(new {
                    token = new JwtSecurityTokenHandler().WriteToken(jwtToken),
                    expiration = TimeZoneInfo.ConvertTimeFromUtc(jwtToken.ValidTo, TimeZoneInfo.Local)
                });
            }
        }
    }
    
    

    在AuthenticateController中的GenerateToken方法中,通过创建JwtSecurityToken对象,并使用JwtSecurityTokenHandler对象的WriteToken方法最终得到生成的JWT。当创建JwtSecurityToken对象时,我们可以指定issuer、audience以及当前用户的Claim信息,此外,还可以指定该Token的有效时间。这里需要注意,由于JWT不支持销毁以及撤回功能,因此在设置它的有效时间时,应设置一个较短的时间(如上例中的3分钟),这样可以有效避免Token在意外被窃取后所带来的风险。

    现在就可以请求认证接口获取 token:

    这时重新请求资源接口,在请求头中添加Authorization项,值为Bearer ,就可以得到结果了:

    这次示例中,使用了固定的用户名和密码,实际情况中,用户名和密码通常是存在数据库中的,可以使用ASP.NET Core Identity来实现这一功能。

    jsjbwy
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