2020年5月19日星期二

Dotnet core使用JWT认证授权最佳实践(二)

Dotnet core使用JWT认证授权最佳实践(二)


最近，团队的小伙伴们在做项目时，需要用到JWT认证。遂根据自己的经验，整理成了这篇文章，用来帮助理清JWT认证的原理和代码编写操作。

第一部分：Dotnet core使用JWT认证授权最佳实践(一)

（接上文）

  1. 测试运行
% dotnet run

等程序运行起来后，在浏览器输入 it out“->”Execute“，可以看到运行结果：

["eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJodHRwOi8vc2NoZW1hcy54bWxzb2FwLm9yZy93cy8yMDA1LzA1L2lkZW50aXR5L2NsYWltcy9uYW1lIjoic3RyaW5nIiwiZXhwIjoxNTg5MzgxMzQ4LCJpc3MiOiJXYW5nUGx1cyJ9.ojGuWUk9i2Vp5qu3s2UZSLC64Sm95Cao2eGF3GDVvec","123456"]

好吧，不要在意这个返回的格式。返回的两个串中，第一个就是Token，第二个是refreshToken。

 

到这儿，我们成功拿到了用户的Token。

    为防止非授权转发，这儿给出本文的原文链接：https://www.cnblogs.com/tiger-wang/p/12894021.html

四、Token认证

拿到Token后，我们就可以进行认证操作了。

既然是认证，那应该在每个API上进行。所以，认证的过程不会放到控制器里，而应该以MiddleWare的方式，放到主流程中。

这个MiddleWare，Microsoft.AspNetCore.Authentication.JwtBearer库已经帮我们做好了。我们只需要配置就好。

  1. 在Startup.cs中，ConfigureServices方法里，添加以下内容
services.AddAuthentication(JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme)
.AddJwtBearer(option =>
{
    option.RequireHttpsMetadata = false;
        option.SaveToken = true;

        var token = Configuration.GetSection("tokenParameter").Get<tokenParameter>();

        option.TokenValidationParameters = new TokenValidationParameters
        {
                ValidateIssuerSigningKey = true,
                IssuerSigningKey = new SymmetricSecurityKey(Encoding.ASCII.GetBytes(token.Secret)),
                ValidIssuer = token.Issuer,
                ValidateIssuer = true,
                ValidateAudience = false,
        };
});

这里面，有几个参数需要注意：

RequireHttpsMetadata: 限定认证操作是否必须通过https来做，这个要跟随项目在生产环境中的运行情况来定。如果WebServer是我前文15分钟从零开始搭建支持10w+用户的生产环境(三)中介绍的Jexus，采用对外https，对内http的方式，那这儿可以设为false。

SaveToken: 决定Token在认证完成后，是否需要保存到上下文里并向后传。这个设置也要看应用。我们Token生成后，用户的相关信息已经包含在里面了。API里如果有涉及用户的操作，按理可以不用往API里传相关用户的参数。一方面不安全，另一方面代码也不好看。这时就可以把这个参数设为True，然后API从上下文中直接取用户信息。

  1. 在Startup.cs里，Configure方法中，打开认证
app.UseAuthentication();
app.UseAuthorization();

 

这两步完成，我们就完成的认证的开发工具。

用别人的轮子还是很爽的，虽然轮子的挑选工作很复杂很费力。

 

  1. 设置API认证。

在这个Demo里，我们选代码生成时给的WeatherForecastController下的Get方法来测试。

在方法前边，我们加上Authorize：

[HttpGet]
[Authorize]
public IEnumerable<WeatherForecast> Get()
...
  1. 测试运行。

启动程序，跟上一章的方式一样。

程序运行后，打开 it out“->”Execute“，我们会得到一个401 - Error: Unauthorized的返回，因为我们没有做认证。

下面测试做认证后的访问。

先去requestToken拿一个Token（refreshToken这章不用），在前边加“Bearer ”，拼成一个串

Bearer eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJodHRwOi8vc2NoZW1hcy54bWxzb2FwLm9yZy93cy8yMDA1LzA1L2lkZW50aXR5L2NsYWltcy9uYW1lIjoic3RyaW5nIiwiZXhwIjoxNTg5MzgxMzQ4LCJpc3MiOiJXYW5nUGx1cyJ9.ojGuWUk9i2Vp5qu3s2UZSLC64Sm95Cao2eGF3GDVvec

要注意，Bearer后边要跟一个空格。这个串的格式是：Bearer + 空格 + Token。

在页面的右上角，有一个“Authorize”，点进去，在Value输入框中粘贴上面拼好的串，然后点按钮“Authorize”，保存认证信息。

下面进入WeatherForecast，点”Try it out“->”Execute“，这时候，我们就能拿到正确的返回数据。

五、扩展：用户角色认证

在上一章中，我们实现了用户的认证。但这个认证有个不漂亮的地方：用户只简单的被认证系统分成了通过认证的和不通过认证的。

在实际项目中，我们有时候会有这样的需求：对于某个API，我们希望只允许具有某种角色权限的用户去访问。

下面，我们对这个项目进行小量的修改，以完成这个需求。

  1. 在给用户签发Token的过程中，加入用户的角色数据。

在AuthenticationController的RequestToken中，我们构建了一个用户的Claims：

var claims = new[]
{
    new Claim(ClaimTypes.Name,request.username),
};

就是这儿。我们在这儿加入用户的角色：

var claims = new[]
{
    new Claim(ClaimTypes.Name,request.username),
      new Claim(ClaimTypes.Role, "testUser"),
};

实际应用中，这个角色的名称，可以根据需要，从用户系统中拿来。

在这个Demo里，就直接写成个字符串了。就是说，有一个角色，叫testUser。

  1. 给API增加认证的角色要求
[HttpGet]
[Authorize(Roles="testUser")]
public IEnumerable<WeatherForecast> Get()
...

在这里，这个Roles="testUser"里的testUser，就是这个方法授权所对应的角色名称。

  1. 测试运行

按正常的步骤，取Token，拼串，保存认证信息，然后去运行WeatherForecast，API能正常返回。

我们可以把代码中的testUser改成别的字符串进行测试，会返回403 - Error: Forbidden错误。

 

增加角色认证成功。

六、刷新Token

Token过期后，就需要刷新。

当然我们可以把Token设成永远不过期，但这不是个安全的做法。还可以在Token过期后重新请求一个新Token，但这样做会显得Low。

赏心悦目的做法是：用refreshToken来刷新Token。设置refreshToken的过期时间长于Token。Token过期后，让用户提交Token和refreshToken到服务器，服务器验证Token是否合法，并从中提取用户信息，根据用户信息和refreshToken核验是否匹配。如果匹配，就重新生成Token给用户。

至于refreshToken的过期时长，和是否需要在刷新Token时也刷新refreshToken，就看心情了，没有固定的做法。我自己的项目中，Token是2小时过期，refreshToken是24小时过期。在Token刷新时，如果refreshToken的过期时间少于6小时，则刷新refreshToken。供参考。

 

下面，按这个方式，做一下刷新Token。

  1. 在DTOModels下建一个RefreshTokenDTO，用作API的输入参数
using System;

namespace demo.DTOModels
{
    public class RefreshTokenDTO
    {
        public string Token { get; set; } 
        public string refreshToken { get; set; }
    }
  1. 在AuthenticationController里，创建一个RefreshToken的API，并补齐验证代码
[HttpPost, Route("refreshToken")]
public ActionResult RefreshToken([FromBody]RefreshTokenDTO request)
{
    if(request.Token == null && request.refreshToken == null)
        return BadRequest("Invalid Request");

        //这儿是验证Token的代码
    var handler = new JwtSecurityTokenHandler();
    try
    {
        ClaimsPrincipal claim = handler.ValidateToken(request.Token, new TokenValidationParameters{
            ValidateIssuerSigningKey = true,
            IssuerSigningKey = new SymmetricSecurityKey(Encoding.ASCII.GetBytes(_tokenParameter.Secret)),
            ValidateIssuer = false,
            ValidateAudience = false,
            ValidateLifetime = false,
        }, out SecurityToken securityToken);

        var username = claim.Identity.Name;

        //这儿是生成Token的代码
        var token = GenUserToken(username, "testUser");

        var refreshToken = "654321";

        return Ok(new[] { token, refreshToken });
    }
    catch(Exception)
    {
        return BadRequest("Invalid Request");
    }
}

这样，Token刷新就完成了。可以用生成Token运行测试，能正常认证通过。

 

  1. 单独说一下refreshToken

refreshToken，名义上是为了刷新Token，实际上用处主要是给用户重新登录做计时。refreshToken过期了，用户就必须重新登录。就是这么个作用。要不然，Token自己刷新岂不更好？

refreshToken可以采用跟Token一样的生成方式。但是，我们也看到，Token生成出来的串就很长，如果refreshToken也那样生成，那就也会是一个很长的串。这样会加大前端到API的传输量。因此，这不算是一个好主意。

一般来说，refreshToken会换一种生成方式。唯一序列、Hash，都是可以选择的，可以减少很多传输。

至于持久化和过期，依托数据库就好了。

七、彩蛋

最后，送大家一个彩蛋。

在生成Token时，我们把过期时间设置成少于五分钟的时长，比方3分钟。但这时，实测会发现，Token的过期失效了。

为什么呢？

TokenValidationParameters有一个属性叫ClockSkew，这个参数有个默认值是TimeSpan.FromMinutes(5)。

这个参数的意义是：考虑到各个服务器之间的时间不一定完全同步，系统给了个5分钟的误差时间。

这个误差时间导致的结果是：少于五分钟的过期时间，会在实际认证检查时被忽略。

这个情况，Microsoft上有N多人在讨论，可以自己去查。

所以，当Token的过期小于5分钟时，想要让认证对这个时间生效，可以把这个值设为TimeSpan.Zero。

option.TokenValidationParameters = new TokenValidationParameters
{
    ValidateIssuerSigningKey = true,
    IssuerSigningKey = new SymmetricSecurityKey(Encoding.ASCII.GetBytes(token.Secret)),
    ValidIssuer = token.Issuer,
    ValidateIssuer = true,
    ValidateAudience = false,
    ClockSkew = TimeSpan.Zero,        //就是这一行
};

我把上面的代码，传到了Github上，需要了可以拉下来直接测试。

代码地址：https://github.com/humornif/Demo-Code/tree/master/0007/demo

（全文完）

 

 

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