ASP.NET Core使用JWT认证授权的方法
作者:菜鸟客栈
demo地址: https://github.com/william0705/JWTS
名词解析
认证 : 识别用户是否合法
授权: 赋予用户权限 (能访问哪些资源)
鉴权: 鉴定权限是否合法
Jwt优势与劣势
优势
1、 无状态
token 存储身份验证所有信息 , 服务端不需要保存用户身份验证信息, 减少服务端压力 , 服务端更容易水平扩展, 由于无状态, 又会导致它最大缺点 , 很难注销
2、 支持跨域访问
Cookie是不允许垮域访问的,token支持
3、 跨语言
基于标准化的 JSON Web Token (JWT) , 不依赖特定某一个语言 , 例如生成的Token可以对多种语言使用(Net , Java , PHP …)
劣势
1、Token有效性问题
后台很难注销已经发布的Token , 通常需要借助第三方储存(数据库/缓存) 实现注销, 这样就会失去JWT最大的优势
2、占带宽
Token长度(取决存放内容) 比session_id大 , 每次请求多消耗带宽 , token只存必要信息 , 避免token过长
3、需要实现续签
cookies – session 通常是框架已经实现续签功能, 每次访问把过期时间更新, JWT需要自己实现, 参考OAuth2刷新Token机制实现刷新Token
4、消耗更多CPU
每次请求需要对内容解密和验证签名这两步操作,典型用时间换空间
只能根据自身使用场景决定使用哪一种身份验证方案 , 没有一种方案是通用的,完美的
.NET Core集成JWT认证授权服务
1、认证服务API:认证用户,并发布Token
1、引入nuget包,System.IdentityModel.Tokens.Jwt
2、创建生成Token的服务,建议使用面向接口和实现编程,方便服务注入容器ServicesCollection(涉及DI和IOC概念)
3、创建接口
namespace JWTS.Services { public interface IJWTService { /// <summary> /// 根据验证通过后的用户以及角色生成Token,以达到角色控制的作用 /// </summary> /// <param name="userName"></param> /// <param name="role"></param> /// <returns></returns> string GetToken(string userName,string role); } }
4、在appsettings.config中添加生成token需要的信息,并映射成对象
"TokenParameter": { "Issuer": "William", //这个JWT的签发主体(发行者) "Audience": "William", //这个JWT的接收对象 "SecurityKey": "askalsnlkndhasnaslkasmadka" } public class TokenParameter { public string Issuer { get; set; } public string Audience { get; set; } public string SecurityKey { get; set; } }
5、实现接口,注入Configuration,获取TokenParameter对象
using Microsoft.Extensions.Configuration; using System; using System.IdentityModel.Tokens.Jwt; using System.Security.Claims; using System.Text; using Microsoft.IdentityModel.Tokens; namespace JWTS.Services { public class JWTService : IJWTService { private readonly TokenParameter _tokenParameter; public JWTService(IConfiguration configuration) { _tokenParameter = configuration.GetSection("TokenParameter").Get<TokenParameter>(); } /// <summary> /// JWT由三部分组成(Header、Payload、Signature) /// {Header}.{Payload}.{Signature} /// </summary> /// <param name="userName"></param> /// <param name="role"></param> /// <returns></returns> public string GetToken(string userName,string role) { Claim[] claims = new[] { new Claim(ClaimTypes.Name, userName), new Claim("NickName","Richard"), new Claim("Role",role)//传递其他信息 }; SymmetricSecurityKey key = new SymmetricSecurityKey(Encoding.UTF8.GetBytes(_tokenParameter.SecurityKey)); SigningCredentials creds = new SigningCredentials(key, SecurityAlgorithms.HmacSha256); /** * Claims (Payload) Claims 部分包含了一些跟这个 token 有关的重要信息。 JWT 标准规定了一些字段,下面节选一些字段: JWT会被加密,但是这部分内容任何人都可以读取,所以不要存放机密信息 iss: The issuer of the token,token 是给谁的 sub: The subject of the token,token 主题 exp: Expiration Time。 token 过期时间,Unix 时间戳格式 iat: Issued At。 token 创建时间, Unix 时间戳格式 jti: JWT ID。针对当前 token 的唯一标识 除了规定的字段外,可以包含其他任何 JSON 兼容的字段。 * */ var token = new JwtSecurityToken( issuer: _tokenParameter.Issuer, audience: _tokenParameter.Audience, claims: claims, expires: DateTime.Now.AddMinutes(10),//10分钟有效期 signingCredentials: creds); string returnToken = new JwtSecurityTokenHandler().WriteToken(token); return returnToken; } } }
6、jwt中定义好的Claims
JWT标准里面定好的claim有:
- iss(Issuser):代表这个JWT的签发主体;
- sub(Subject):代表这个JWT的主体,即它的所有人;
- aud(Audience):代表这个JWT的接收对象;
- exp(Expiration time):是一个时间戳,代表这个JWT的过期时间;
- nbf(Not Before):是一个时间戳,代表这个JWT生效的开始时间,意味着在这个时间之前验证JWT是会失败的;
- iat(Issued at):是一个时间戳,代表这个JWT的签发时间;
- jti(JWT ID):是JWT的唯一标识。
7、在鉴权项目工程Startup.cs文件里依赖注入JWT的服务类
public void ConfigureServices(IServiceCollection services) { services.AddScoped <IJWTService, JWTService> (); services.AddControllers(); }
8、添加AuthenticationController,生成Token,后期可以添加RefreshToken
using JWTS.Services; using Microsoft.AspNetCore.Mvc; using Microsoft.Extensions.Configuration; using Microsoft.Extensions.Logging; namespace JWTS.Controllers { [Route("api/[controller]")] [ApiController] public class AuthenticationController : ControllerBase { #region 构造函数 private ILogger<AuthenticationController> _logger; private IJWTService _iJWTService; private readonly IConfiguration _iConfiguration; public AuthenticationController(ILogger<AuthenticationController> logger, IConfiguration configuration , IJWTService service) { _logger = logger; _iConfiguration = configuration; _iJWTService = service; } #endregion /// <summary> /// 实际场景使用Post方法 /// http://localhost:5000/api/Authentication/Login?name=william&password=123123 /// </summary> /// <param name="name"></param> /// <param name="password"></param> /// <returns></returns> [Route("Login")] [HttpGet] public IActionResult Login(string name, string password) { //这里应该是需要去连接数据库做数据校验,为了方便所有用户名和密码写死了 if ("william".Equals(name) && "123123".Equals(password))//应该数据库 { var role = "Administrator";//可以从数据库获取角色 string token = this._iJWTService.GetToken(name, role); return new JsonResult(new { result = true, token }); } return Unauthorized("Not Register!!!"); } } }
2、资源中心API:使用从认证服务中心获取的Token,去访问资源,资源中心对用户信息以及Token进行鉴权操作,认证失败返回401
1、资源中心添加Nuget包(Microsoft.AspNetCore.Authentication.JwtBearer)
2、添加Authentication服务,添加JwtBearer,通过Configuration获取TokenParameter对象
using System; using System.Text; using API.Core.Models; using Microsoft.AspNetCore.Authentication.JwtBearer; using Microsoft.AspNetCore.Builder; using Microsoft.AspNetCore.Hosting; using Microsoft.Extensions.Configuration; using Microsoft.Extensions.DependencyInjection; using Microsoft.Extensions.Hosting; using Microsoft.IdentityModel.Tokens; namespace API.Core { public class Startup { private TokenParameter _tokenParameter; public IConfiguration Configuration { get; } public Startup(IConfiguration configuration) { Configuration = configuration; _tokenParameter = configuration.GetSection("TokenParameter").Get<TokenParameter>()??throw new ArgumentNullException(nameof(_tokenParameter)); } public void ConfigureServices(IServiceCollection services) { services.AddControllers(); services.AddAuthentication(JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme)//默认授权机制 .AddJwtBearer(options => { options.TokenValidationParameters=new TokenValidationParameters() { ValidateIssuer = true, ValidateAudience = true, ValidateLifetime = true, ValidateIssuerSigningKey = true, ValidIssuer = _tokenParameter.Issuer, ValidAudience = _tokenParameter.Audience, IssuerSigningKey = new SymmetricSecurityKey(Encoding.UTF8.GetBytes(_tokenParameter.SecurityKey)) }; }); } public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env) { if (env.IsDevelopment()) { app.UseDeveloperExceptionPage(); } app.UseRouting(); app.UseAuthentication(); app.UseAuthorization(); app.UseEndpoints(endpoints => { endpoints.MapControllers(); }); } } }
3、在资源控制器上添加[Authorize]属性,以启用认证授权访问API资源
[ApiController] [Route("[controller]")] [Authorize] public class WeatherForecastController : ControllerBase { private static readonly string[] Summaries = new[] { "Freezing", "Bracing", "Chilly", "Cool", "Mild", "Warm", "Balmy", "Hot", "Sweltering", "Scorching" }; private readonly ILogger<WeatherForecastController> _logger; public WeatherForecastController(ILogger<WeatherForecastController> logger) { _logger = logger; } [HttpGet] public IEnumerable<WeatherForecast> Get() { var rng = new Random(); return Enumerable.Range(1, 5).Select(index => new WeatherForecast { Date = DateTime.Now.AddDays(index), TemperatureC = rng.Next(-20, 55), Summary = Summaries[rng.Next(Summaries.Length)] }) .ToArray(); } }
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