asp.net core MVC之实现基于token的认证

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。

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