令牌认证（Token Authentication）已经成为单页应用（SPA）和移动应用事实上的标准。即使是传统的B/S应用也能利用其优点。优点很明白：极少的服务端数据管理、可扩展性、可以使用单独的认证服务器和应用服务器分离。
如果你对令牌（token）不是太了解，可以看这篇文章（ overview of token authentication and JWTs）
令牌认证在asp.net core中集成。其中包括保护Bearer Jwt的路由功能，但是移除了生成token和验证token的部分，这些可以自定义或者使用第三方库来实现，得益于此，MVC和Web api项目可以使用令牌认证，而且很简单。下面将一步一步实现，代码可以在（ 源码）下载。
ASP.NET Core令牌验证
首先，背景知识：认证令牌，例如JWTs，是通过http 认证头传递的，例如：
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GET /fooAuthorization: Bearer [token] |
令牌可以通过浏览器cookies。传递方式是header或者cookies取决于应用和实际情况，对于移动app，使用headers，对于web，推荐在html5 storage中使用cookies，来防止xss攻击。
asp.net core对jwts令牌的验证很简单，特别是你通过header传递。
1、生成 SecurityKey，这个例子，我生成对称密钥验证jwts通过HMAC-SHA256加密方式，在startup.cs中：
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// secretKey contains a secret passphrase only your server knowsvar secretKey = "mysupersecret_secretkey!123";var signingKey = new SymmetricSecurityKey(Encoding.ASCII.GetBytes(secretKey)); |
验证 header中传递的JWTs
在 Startup.cs中，使用Microsoft.AspNetCore.Authentication.JwtBearer中的UseJwtBearerAuthentication 方法获取受保护的api或者mvc路由有效的jwt。
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var tokenValidationParameters = new TokenValidationParameters{ // The signing key must match! ValidateIssuerSigningKey = true, IssuerSigningKey = signingKey, // Validate the JWT Issuer (iss) claim ValidateIssuer = true, ValidIssuer = "ExampleIssuer", // Validate the JWT Audience (aud) claim ValidateAudience = true, ValidAudience = "ExampleAudience", // Validate the token expiry ValidateLifetime = true, // If you want to allow a certain amount of clock drift, set that here: ClockSkew = TimeSpan.Zero};app.UseJwtBearerAuthentication(new JwtBearerOptions{ AutomaticAuthenticate = true, AutomaticChallenge = true, TokenValidationParameters = tokenValidationParameters}); |
通过这个中间件，任何[Authorize]的请求都需要有效的jwt：
签名有效；
过期时间；
有效时间；
Issuer 声明等于“ExampleIssuer”
订阅者声明等于 “ExampleAudience”
如果不是合法的JWT，请求终止，issuer声明和订阅者声明不是必须的，它们用来标识应用和客户端。
在cookies中验证JWTs
ASP.NET Core中的cookies 认证不支持传递jwt。需要自定义实现 ISecureDataFormat接口的类。现在，你只是验证token，不是生成它们，只需要实现Unprotect方法，其他的交给System.IdentityModel.Tokens.Jwt.JwtSecurityTokenHandler这个类处理。
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using System;using System.IdentityModel.Tokens.Jwt;using System.Security.Claims;using Microsoft.AspNetCore.Authentication;using Microsoft.AspNetCore.Http.Authentication;using Microsoft.IdentityModel.Tokens; namespace SimpleTokenProvider{ public class CustomJwtDataFormat : ISecureDataFormat<AuthenticationTicket> { private readonly string algorithm; private readonly TokenValidationParameters validationParameters; public CustomJwtDataFormat(string algorithm, TokenValidationParameters validationParameters) { this.algorithm = algorithm; this.validationParameters = validationParameters; } public AuthenticationTicket Unprotect(string protectedText) => Unprotect(protectedText, null); public AuthenticationTicket Unprotect(string protectedText, string purpose) { var handler = new JwtSecurityTokenHandler(); ClaimsPrincipal principal = null; SecurityToken validToken = null; try { principal = handler.ValidateToken(protectedText, this.validationParameters, out validToken); var validJwt = validToken as JwtSecurityToken; if (validJwt == null) { throw new ArgumentException("Invalid JWT"); } if (!validJwt.Header.Alg.Equals(algorithm, StringComparison.Ordinal)) { throw new ArgumentException($"Algorithm must be '{algorithm}'"); } // Additional custom validation of JWT claims here (if any) } catch (SecurityTokenValidationException) { return null; } catch (ArgumentException) { return null; } // Validation passed. Return a valid AuthenticationTicket: return new AuthenticationTicket(principal, new AuthenticationProperties(), "Cookie"); } // This ISecureDataFormat implementation is decode-only public string Protect(AuthenticationTicket data) { throw new NotImplementedException(); } public string Protect(AuthenticationTicket data, string purpose) { throw new NotImplementedException(); } }} |
在startup.cs中调用
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var tokenValidationParameters = new TokenValidationParameters{ // The signing key must match! ValidateIssuerSigningKey = true, IssuerSigningKey = signingKey, // Validate the JWT Issuer (iss) claim ValidateIssuer = true, ValidIssuer = "ExampleIssuer", // Validate the JWT Audience (aud) claim ValidateAudience = true, ValidAudience = "ExampleAudience", // Validate the token expiry ValidateLifetime = true, // If you want to allow a certain amount of clock drift, set that here: ClockSkew = TimeSpan.Zero}; app.UseCookieAuthentication(new CookieAuthenticationOptions{ AutomaticAuthenticate = true, AutomaticChallenge = true, AuthenticationScheme = "Cookie", CookieName = "access_token", TicketDataFormat = new CustomJwtDataFormat( SecurityAlgorithms.HmacSha256, tokenValidationParameters)}); |
如果请求中包含名为access_token的cookie验证为合法的JWT，这个请求就能返回正确的结果，如果需要，你可以加上额外的jwt chaims,或者复制jwt chaims到ClaimsPrincipal在CustomJwtDataFormat.Unprotect方法中，上面是验证token，下面将在asp.net core中生成token。
ASP.NET Core生成Tokens
在asp.net 4.5中，这个UseOAuthAuthorizationServer中间件可以轻松的生成tokens，但是在asp.net core取消了，下面写一个简单的token生成中间件，最后，有几个现成解决方案的链接，供你选择。
简单的token生成节点
首先，生成 POCO保存中间件的选项. 生成类：TokenProviderOptions.cs
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using System;using Microsoft.IdentityModel.Tokens; namespace SimpleTokenProvider{ public class TokenProviderOptions { public string Path { get; set; } = "/token"; public string Issuer { get; set; } public string Audience { get; set; } public TimeSpan Expiration { get; set; } = TimeSpan.FromMinutes(5); public SigningCredentials SigningCredentials { get; set; } }} |
现在自己添加一个中间件，asp.net core 的中间件类一般是这样的：
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using System.IdentityModel.Tokens.Jwt;using System.Security.Claims;using System.Threading.Tasks;using Microsoft.AspNetCore.Http;using Microsoft.Extensions.Options;using Newtonsoft.Json;namespace SimpleTokenProvider{ public class TokenProviderMiddleware { private readonly RequestDelegate _next; private readonly TokenProviderOptions _options; public TokenProviderMiddleware( RequestDelegate next, IOptions<TokenProviderOptions> options) { _next = next; _options = options.Value; } public Task Invoke(HttpContext context) { // If the request path doesn't match, skip if (!context.Request.Path.Equals(_options.Path, StringComparison.Ordinal)) { return _next(context); } // Request must be POST with Content-Type: application/x-www-form-urlencoded if (!context.Request.Method.Equals("POST") || !context.Request.HasFormContentType) { context.Response.StatusCode = 400; return context.Response.WriteAsync("Bad request."); } return GenerateToken(context); } }} |
这个中间件类接受TokenProviderOptions作为参数，当有请求且请求路径是设置的路径（token或者api/token），Invoke方法执行，token节点只对 POST请求而且包括form-urlencoded内容类型（Content-Type: application/x-www-form-urlencoded），因此调用之前需要检查下内容类型。
最重要的是GenerateToken，这个方法需要验证用户的身份，生成jwt，传回jwt：
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private async Task GenerateToken(HttpContext context){ var username = context.Request.Form["username"]; var password = context.Request.Form["password"]; var identity = await GetIdentity(username, password); if (identity == null) { context.Response.StatusCode = 400; await context.Response.WriteAsync("Invalid username or password."); return; } var now = DateTime.UtcNow; // Specifically add the jti (random nonce), iat (issued timestamp), and sub (subject/user) claims. // You can add other claims here, if you want: var claims = new Claim[] { new Claim(JwtRegisteredClaimNames.Sub, username), new Claim(JwtRegisteredClaimNames.Jti, Guid.NewGuid().ToString()), new Claim(JwtRegisteredClaimNames.Iat, ToUnixEpochDate(now).ToString(), ClaimValueTypes.Integer64) }; // Create the JWT and write it to a string var jwt = new JwtSecurityToken( issuer: _options.Issuer, audience: _options.Audience, claims: claims, notBefore: now, expires: now.Add(_options.Expiration), signingCredentials: _options.SigningCredentials); var encodedJwt = new JwtSecurityTokenHandler().WriteToken(jwt); var response = new { access_token = encodedJwt, expires_in = (int)_options.Expiration.TotalSeconds }; // Serialize and return the response context.Response.ContentType = "application/json"; await context.Response.WriteAsync(JsonConvert.SerializeObject(response, new JsonSerializerSettings { Formatting = Formatting.Indented }));} |
大部分代码都很官方，JwtSecurityToken 类生成jwt，JwtSecurityTokenHandler将jwt编码，你可以在claims中添加任何chaims。验证用户身份只是简单的验证，实际情况肯定不是这样的，你可以集成 identity framework或者其他的，对于这个实例只是简单的硬编码：
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private Task<ClaimsIdentity> GetIdentity(string username, string password){ // DON'T do this in production, obviously! if (username == "TEST" && password == "TEST123") { return Task.FromResult(new ClaimsIdentity(new System.Security.Principal.GenericIdentity(username, "Token"), new Claim[] { })); } // Credentials are invalid, or account doesn't exist return Task.FromResult<ClaimsIdentity>(null);} |
添加一个将DateTime生成timestamp的方法：
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public static long ToUnixEpochDate(DateTime date) => (long)Math.Round((date.ToUniversalTime() - new DateTimeOffset(1970, 1, 1, 0, 0, 0, TimeSpan.Zero)).TotalSeconds); |
现在，你可以将这个中间件添加到startup.cs中了：
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using System.Text;using Microsoft.AspNetCore.Builder;using Microsoft.AspNetCore.Hosting;using Microsoft.Extensions.Configuration;using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;using Microsoft.Extensions.Logging;using Microsoft.Extensions.Options;using Microsoft.IdentityModel.Tokens; namespace SimpleTokenProvider{ public partial class Startup { public Startup(IHostingEnvironment env) { var builder = new ConfigurationBuilder() .AddJsonFile("appsettings.json", optional: true); Configuration = builder.Build(); } public IConfigurationRoot Configuration { get; set; } public void ConfigureServices(IServiceCollection services) { services.AddMvc(); } // The secret key every token will be signed with. // In production, you should store this securely in environment variables // or a key management tool. Don't hardcode this into your application! private static readonly string secretKey = "mysupersecret_secretkey!123"; public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env, ILoggerFactory loggerFactory) { loggerFactory.AddConsole(LogLevel.Debug); loggerFactory.AddDebug(); app.UseStaticFiles(); // Add JWT generation endpoint: var signingKey = new SymmetricSecurityKey(Encoding.ASCII.GetBytes(secretKey)); var options = new TokenProviderOptions { Audience = "ExampleAudience", Issuer = "ExampleIssuer", SigningCredentials = new SigningCredentials(signingKey, SecurityAlgorithms.HmacSha256), }; app.UseMiddleware<TokenProviderMiddleware>(Options.Create(options)); app.UseMvc(); } }} |
测试一下，推荐使用chrome 的postman：
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POST /tokenContent-Type: application/x-www-form-urlencodedusername=TEST&password=TEST123 |
结果：
OK
Content-Type: application/json
{
"access_token": "eyJhb...",
"expires_in": 300
}
你可以使用jwt工具查看生成的jwt内容。如果开发的是移动应用或者单页应用，你可以在后续请求的header中存储jwt，如果你需要在cookies中存储的话，你需要对代码修改一下，需要将返回的jwt字符串添加到cookie中。
测试下：
其他方案
下面是比较成熟的项目，可以在实际项目中使用：
- AspNet.Security.OpenIdConnect.Server – ASP.NET 4.x的验证中间件。
- OpenIddict – 在identity上添加OpenId验证。
- IdentityServer4 – .NET Core认证中间件（现在测试版本）。
下面的文章可以让你更加的了解认证：
- Overview of Token Authentication Features
- How Token Authentication Works in Stormpath
- Use JWTs the Right Way!
以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持服务器之家。
原文链接：http://www.cnblogs.com/indexlang/p/indexlang.html
