.NetCore采取JWT方式进行身份认证

 

验证与授权

Authentication(身份认证)

认证是系统对请求的用户进行身份识别的过程。

Authorization （授权）

授权是对认证通过后的用户进行权限分配的过程。授权简单理解就是：识别认证后用户所拥有哪些权限，从而开放服务器相对应的资源；

我们通俗点来解释身份验证与授权：验证确认用户是否允许访问，授权给予登录后的用户指定权限标识(通过这个标识，服务端可允许用户进行访问和操作)；

 

在进行讲解Jwt身份认证前我们来回一下过去我们在MVC、WebForm这些站点都是怎样进行身份认证的。

我想应该大多数都是基于Cookie、Form表单的身份验证方式吧。

Cookie验证方式的流程图如下:

 

上面流程就是服务端在接收用户登录请求后创建Cookie并保存在服务器上，然后通过Response.Cookies.Add将Cookie返回客户端。

客户端浏览器可以记住服务器返回的Cookie，记住后Cookie值会存储在客户端硬盘上，下次访问站点时候Http请求头会携带Cookie。

携带Cookie的请求到服务端后，服务端进行验证，验证通过后即可正返回请求的资源，否则会跳转到登录页面。

Cookie方式的缺点

了解到Cookie方式的验证流程后可以发现它是对Http请求强加了一层“会话”，让我们的Http请求携带与身份认证相关的标识(Cookie)。

那这种方式有什么不好的呢？我总结了下面几点:

1、对有多种客户端(APP、浏览器、Winform应用)请求的场景不好扩展；
2、对分布式架构的服务端不好扩展，客户端的请求不一定指向同一台服务器，每一台服务器都需存储针对已登录的用户Cookie；
3、跨域访问问题；

 

Jwt身份验证方式

在多终端，分布式架构的服务无所不在的今天，Cookie身份认证的方式显然是难以满足我们的，这个时候Jwt(Json Web Token)横空出世啦~ 

使用Jwt我们可以完美的解决上面的遗留问题(当然后面也会说到jwt本身存在的问题....)

我们先看下Jwt的身份验证流程:

 

根据流程图得知jwt是在返回Token给客户端后要求客户端在Http请求头里携带载有Jwt信息的Authorization对象。

服务端会通过密钥对Jwt信息进行解密和验证，验证通过后会返回客户端所请求的资源。

根据流程我们得知jwt至少依赖这几项:

1、服务端的密钥；

2、客户端请求需指定格式(请求头携带Token)；

 

其中密钥是客户端接触不到的，客户端所拥有的其实就是服务端生成的Token，这个Token是由三部分组成：

1、Header(包含算法和Token的类型：jwt)

2、PayLoad(负载，可配置的一些标识数据，不要将敏感信息写入到PayLoad内)

3、验签

其中Header和PayLoad只是在服务端进行了base64转码，所以如果有人抓取了Http请求是可以轻易截取里面的数据，我们

使用过程中千万不要将一些敏感信息放置里面。想详细了解Jwt信息可以到官网看看，官网地址:https://jwt.io/

 

.Net Core进行Jwt身份认证

.NetCore上使用Jwt身份认证非常简单，我们在Startup.cs文件的ConfigureServices里加入以下代码:

 1   services.AddAuthentication(x =>
 2             {
 3                 x.DefaultAuthenticateScheme = JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme;
 4                 x.DefaultChallengeScheme = JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme;
 5             }).AddJwtBearer(x =>
 6             {
 7                 //获取权限是否需要HTTPS
 8                 x.RequireHttpsMetadata = false;
 9                 //在成功的授权之后令牌是否应该存储在Microsoft.AspNetCore.Http.Authentication.AuthenticationProperties中
10                 x.SaveToken = true;
11                 
12                 x.TokenValidationParameters = new TokenValidationParameters
13                 {
14                     //是否验证秘钥
15                     ValidateIssuerSigningKey = true,
16                     IssuerSigningKey = new SymmetricSecurityKey(key),
17                     ValidateIssuer = false,
18                     ValidateAudience = false
19                 };
20             });

 

在Startup里的Configure方法必须添加下面这行代码，且要求写在 app.UseMvc();前面。

 app.UseAuthentication(); //引用身份认证服务

 

上面的关键代码是Startup里的代码。 它明确告知系统采取Jwt验证方式为默认的身份认证方式、秘钥的

生成方式,以及一些验证相关的参数配置。

OK，现在我们已经明确了验证方式了，那我们创建Token是在哪里创建的呢？

我们来看看下面代码：

 1         private TokenDto CreateToken(User user)
 2         {
 3             // JwtSecurityTokenHandler可以创建Token
 4             var tokenHandler = new JwtSecurityTokenHandler();
 5             var key = Encoding.ASCII.GetBytes(_appSettings.Secret);
 6             DateTime tokenExpires = DateTime.Now.AddMinutes(3); //过期时间这里写死
 7             DateTime refRefreshTokenExpires = tokenExpires.AddMinutes(-1);
 8             var tokenDescriptor = new SecurityTokenDescriptor
 9             {
10                 Subject = new ClaimsIdentity(new Claim[]
11                 {
12                     //添加申明，申明可以自定义，可以无限扩展，对于后续的身份验证通过后的授权特别有用...
13                     new Claim(ClaimTypes.Name, user.Id.ToString()),
14                     new Claim("refRefreshTokenExpires",refRefreshTokenExpires.ToString()),
15                     new Claim("tokenExpires",tokenExpires.ToString())
16                 }),
17                 Expires = tokenExpires,
18                 IssuedAt = DateTime.Now, //Token发布时间
19                 Audience = "AuthTest", //接收令牌的受众
20                 //根据配置文件的私钥值设置Token
21                 SigningCredentials = new SigningCredentials(new SymmetricSecurityKey(key), SecurityAlgorithms.HmacSha256Signature)
22             };
23             var token = tokenHandler.CreateToken(tokenDescriptor);
24             user.Token = tokenHandler.WriteToken(token);
25             TokenDto output = Mapper.Map(user);
26             output.RefRefreshToken = Guid.NewGuid().ToString();
27             output.RefRefreshTokenExpires = refRefreshTokenExpires.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
28             output.Token = user.Token;
29             UserRefreshTokenData(user, output);
30             return output;
31         }

上面代码是包含了 刷新Token和刷新Token时间的创建Token方法。 

我在验证用户账号密码正确后即调用上面方法将Token返回给客户端，要求客户端在后续的API里必须携带Token来进行访问。

Token的有效时间我在上面写死了为三分钟，即三分钟后访问需授权的接口都会报http响应码为401的错误，如果需要解决则

要求客户端在刷新时间内，携带刷新Token值、刷新时间来调用 刷新Token接口获取 刷新后的Token值。

刷新Token方法；

 1    public TokenDto RefreshToken(TokenDto oldTokenDto)
 2         {
 3             TokenDto output = new TokenDto();
 4             //如果有刷新Token值对应的用户则刷新Token以及RefRefreshToken
 5             var user = _users.FirstOrDefault(p => p.RefRefreshToken == oldTokenDto.RefRefreshToken
 6                                             && Convert.ToDateTime(oldTokenDto.RefRefreshTokenExpires) > DateTime.Now);
 7             if (user != null)
 8             {
 9                 output = CreateToken(user);
10             }
11             return output;
12         }

 

至此，.NetCore采取JWT验证身份方式就写好了，包含了刷新Token。

对了，还没有总结JWT的劣势，劣势我捋了下面几点:

1、没有一个很方便的撤销已颁发的JWT令牌方法；

2、续签(刷新Token)增加了客户端的工作量(需要客户端在请求前验证刷新Token时间)；

3、Token的加密与解密是与开发者自定义的payload的大小有关，如果存储的东西越多自然执行的效率也会越低(建议存储少量信息)；

不过上面问题也不大，撤销令牌可以采取黑名单方式，至于第2点其实问题可以与前端约定好流程即可；