【原创】ASP.NET 安全认证（三）—— 用Form 表单认证实现单点登录（Single Sign On）

【原创】ASP.NET 安全认证（三）

——用Form 表单认证实现单点登录（Single Sign On）

作者：寒羽枫(cityhunter172)

第三部分 实现单点登录（Single Sign On） 

“等了好久终于等到今天，写了好久终于就快完结，但是网友的反应却让我有一些的伤心。盼了好久终于盼到今天，忍了好久终于把此文撰写，那些受冷落的无奈早就无所谓，累也不说累”（歌词《今天》新演绎）。看着人家的 Blog 文章的评论是一条接一条，再瞧瞧自己：“无人问津呐，真…无…奈……唉，没人理我，还是回家吧。”“哎，还没开始写，怎么就走了？回去干什么呢？”回去写作业去啊，上回交待的课外作业你做了没？（注：http://blog.csdn.net/cityhunter172/archive/2005/11/13/528463.aspx 在第二部分第六节布置的课外作业：此项目有两部门使用，其中每个部门分别都有些特定的页面仅供本部门用户浏览使用，请问该如何使用 Web.config 达到效果？）

不知有多少人做了作业，其实答案并不难。只需要在验证用户名与密码后，取得该用户的部门名称或部门代码，把它作为判断的依据就行了。最好不要用部门的数字ID，那样不利于以后的维护。

有一个秘密，一般人我不告诉他。Web.config 中的 <location> 节点的path 属性可以是一张具体页面的相对 URL 路径，如下：<location path ="ManageSys/Auditing.aspx">

好了，接下来就要揭开“比根目录Web.config 的作用范围还大的配置文件”之谜啦，它就是藏匿在 Windows 系统目录下，支配整个 .Net Framework 配置的传说中的Machine.config ！！下面请大家以热烈的掌声，欢迎我们这位神秘侠客的闪亮登场……

九、        Machine.config

Machine.config ，性别不详，年龄未知，家庭出身：XML。深藏于“云深不知处”的操作系统目录下的某某地方（注：C:/WINDOWS【或 WINNT 】/Microsoft.NET/Framework/v1.1.4322【或 v1.0.3705 】/CONFIG），控制着“更上一层楼”的 .NET Framework 的本机配置。接下来简要的讲解一下它的内容，以及它与 Web.config 的关系。

经过“松下问童子”，我们好不容易找到这位隐者，打开一看，乖乖，足有 3700 多行！！“叫我怎么能不难过，偶只想看看是啥结构，可内容实在是太多太繁琐……”还记得偶经常对同事说的一句话么：“办法是人想出来的！”它不是有三千七百多行吗，那我们就不管三七能否得出二十一啦，把它拷出来先。它不是 XML 出身吗，那咱们就还其正身，重新命名为“machine.xml”。接着用 IE 浏览器将这位改头换面的隐者打开，把节点与注释一一合拢。这回你看到了吧，是不是很有成就感？你要是想谢谢我，就让我看到你在此文下面的评论吧。多多益善，呵呵。

Machine.config 与 Web.config 是啥关系？四个字 —— 父子关系。记得我在第二部分第五节讲解 Web.config 作用范围的时提到两点 —— 继承与覆盖（详见http://blog.csdn.net/cityhunter172/archive/2005/11/13/528463.aspx），在此也同样适用。

1、  Machine.config 中的设置将作用于运行在本机的所有站点及其虚拟目录，遇到子目录将一直继承下去。

2、  Web.config 中的设置将覆盖由 Machine.config 中继承下来的对应的节点设置

说到这，再告诉大家一个秘密 —— “世上本无秘密，知道的人多了，便成了不是秘密的秘密！”

a、  Machine.config 中的 <system.web> 节点所有内容都能出现在项目根目录下的 Web.config 中，也就是说能在 Web.config 中的内容已经在 Machine.config 中一一列出；

b、  其中 <system.web> 节点下的 <pages> 还能出现在页面上，如： HTML 视图下，在WebForm1.aspx 的第一行加上<pages> 的节点内容validateRequest="false" （此句意思是不对WebForm1.aspx页面文本框输入的值，是否包含 “<” “>” 等等具有危险性的代码进行检查，下一节将具体运用到）

<%@ Page language="c#" Codebehind="WebForm1.aspx.cs" AutoEventWireup="false" Inherits="FromTest.WebForm1" validateRequest="false"  %>

十、        单点登录（Single Sign On）的前提条件

之前说了这么多关于 Machine.config 的事，都是为了实现单点登录作铺垫，那何为单点登录（Single Sign On）？从字面理解就是在一个地方登录，通常运用于 ASP.NET 分布式环境中（跨单个服务器上的多个应用程序或在网络场中）的 Forms 身份验证。打个比方，就好比现在 Sohu（搜狐） 与 Chinren（中国校友录） 的做法，我在 Sohu 登录以后就不需要在 Chinaren 登录了。台湾与香港又把 Single Sign On 称之为“单一登入”。

要想实现此功能，首要条件是需要一组用于加密与验证加密的密钥。它们位于 Machine.config 中，修改  <system.web> 节点下的 <machineKey> 节点属性，如下：

           <machineKey firstKey="172" copyrightKey="Cityhunter172" validationKey="AD 117F 2F286CDCB 15A9D1D4535E16DB0248026939**AUTHOR**CITYHUNTER172****WEBSITE**172*MEIBU*COM****MAILTO**CITYHUNTER172@126*COM*****F 2F286CDCB 15A9D1D4535E16DB0248026939" secondKey="meibu" decryptionKey=" 3C89AE62AD 117F 2F286CDCB 15A9D1D4535E16DB0248026939" validation="SHA1" thirdKey="com" />

1、  validationKey 为用于验证加密数据的密钥。最小长度为 40 个字符（20 字节），最大长度为 128 个字符（64 字节）。

2、  decryptionKey 为用于加密数据的密钥。长度只有 16 个字符（8 字节）与 48 个字符（24 字节）两种。

3、  validation 为用数据验证使用的加密类型。拥有“SHA 1”“MD 5”“3DES”三种方法

4、  大伙参照上述 <machineKey> 试着在WebForm1.aspx运行下列语句：

this.TextBox2.Text ="ht"+"tp"+"://"+firstKey+"."+secondKey +"."+thirdKey

大家在修改之前请先备份一下 Machine.config ，到时要是出错可别怪我没提醒你。以上密钥并不是胡乱得来的，接下来向大家介绍生成密钥的方法。

我们把上一节中提到的 WebForm1.aspx 拖入本项目的 Public 目录下，再往页面上拖入一个 TextMode=MultiLine 的TextBox3 与一个 Button 编写按钮事件与函数：

         private void Button1_Click(object sender, System.EventArgs e)

         {

              string decStr = this.CreateKeyString(int.Parse(this.TextBox1.Text));

              string valStr = this.CreateKeyString(int.Parse(this.TextBox2.Text));

              this.TextBox3.Text=string.Format("",valStr,decStr);

     }

         ///

         /// 生成加密型强随机 Key 值

         ///

         /// Key 的有效长度：

         /// decryptionKey 的有效值为 8 或 24；

         /// validationKay 的有效值为 20 至 64

         ///

         private string CreateKeyString(int i)

         {

              System.Security.Cryptography.RNGCryptoServiceProvider rng = new System.Security.Cryptography.RNGCryptoServiceProvider();  //加密随机数生成器

              byte[] bt = new byte[i];

              rng.GetBytes(bt);//用加密型强随机值序列填充字节数组

              System.Text.StringBuilder str = new System.Text.StringBuilder();

              for(int j= 0;j

              {

                   str.Append(string.Format("{0:X2}",bt[j])); //转换成大写的十六进制文本

              }

              return str.ToString();

         }

每次点击按钮生成密钥都不同，大家不妨多点几次。切换至 HTML 视图，到WebForm1.aspx 第一行把 validateRequest="false" 去掉，然后再多点几次 Button1试试，看看会有什么效果，嘿嘿………

十一、        单点登录（Single Sign On）的站点示例

将上述 TextBox3 产生的文本，覆盖Machine.config 中的，现在你的机器已经具备了单点登录的条件。大伙可以再新建一个项目 FormTest2 ，从 FormTest2 登录后直接输入 FormTest 中的Default.aspx 的网址（http://localhost/FormTest/ Default.aspx），反之亦可。

下面结合实例讲解：偶在山东每步科技网站申请了一个免费二级域名 172.meibu.com，并下载了每步的 4.0 版的动态域名解析客户端。现在使用 ADSL 拔号上网，也就是说我的电脑已经成了 Web 服务器，同时支持 SQL Server 、Oracle 空间高达 200 G 想怎么弄就怎么弄，够牛吧，嘿嘿。布署上来的项目有环胜数码网站、权限管理系统、IT 内部管理网，以上三个项目是偶一人全权开发的。所谓全权就是从数据库存储过程写到 .cs 代码再到 javascript ，最后到美工都是偶一手搞定的。^_^ 我把这三个不相干的项目做成了单点登录的模式，加上整合站点的主页面，共有四个地方可以进行登录。因为用户 Table 的结构不同，因此只有一个入口能在进入后，在跳转站点时不会出错，那就是在整合页面登录。

现在我想把环胜数码这个站点单独脱离出来，而剩下的两个站点继续实现单点登录，该怎么做呢？或者是我的 ASP.NET 的空间是租的，服务商肯定不可能让我修改 Machine.config ,我又咋办哩？“办法是人想出来滴！！”，根据上述 Machine.config 与 Web.config 的关系，我们可以把 <machineKey> 节点放入项目根目录下Web.config的 <system.web> 节点。如下：

1、  权限管理系统项目的 Web.config 用于 Form 认证的设置

<machineKey validationKey="AD 117F 2F286CDCB 15A9D1D4535E16DB0248026939**AUTHOR**CITYHUNTER172****WEBSITE**172*MEIBU*COM****MAILTO**CITYHUNTER172@126*COM*****F 2F286CDCB 15A9D1D4535E16DB0248026939" decryptionKey=" 3C89AE62AD 117F 2F286CDCB 15A9D1D4535E16DB0248026939" validation="SHA1" />

<authentication mode="Forms">

<forms loginUrl="Login.aspx" name="172.MEIBU.COM_WARRANT">forms>

authentication>

<authorization><deny users="?">deny>authorization>

2、  IT 内部管理网项目的 Web.config 用于 Form 认证的设置

<machineKey validationKey="AD 117F 2F286CDCB 15A9D1D4535E16DB0248026939**AUTHOR**CITYHUNTER172****WEBSITE**172*MEIBU*COM****MAILTO**CITYHUNTER172@126*COM*****F 2F286CDCB 15A9D1D4535E16DB0248026939" decryptionKey=" 3C89AE62AD 117F 2F286CDCB 15A9D1D4535E16DB0248026939" validation="SHA1" />

<authentication mode="Forms">

<forms loginUrl="Login.aspx" name="172.MEIBU.COM_IT">forms>

authentication>

<authorization><deny users="?">deny>authorization>

       大家可能会迫不急待的去试一把，偶赞成这样的做法，因为事实是检验真理的唯一办法。你不去试着自己动手，光看我在这说是很难提高的。先别急，我已经知道你想说什么，听听我慢慢向你解释：

a)       两个项目Web.cinfig的<machineKey> 节点确保以下几个字段完全一样：validationKey 、decryptionKey 、validation

b)        两个项目的 Cookie 名称必须相同，也就是 <forms> 中的 name 属性，这里我们把它统一为 name ="172.MEIBU.COM_PROJECT"

c)        注意区分大小写

在整合的过程中，我把遇到的问题向大伙说一下，以免你们走同样的路。

1)        首先应该是用户管理的问题，把两个项目的用户整合在一起，可不是一件容易的事，原则是新建一个新的 Table 只存放帐号与密码，用账号做关联，编写触发器，做到 Table 之间的同步；

2)        不要指望两个项目间用 Session 进行传值，两个应用程序的 Session 是无法共享的。网上有人曾把类库（编译后的 .dll 文档）放入同一个 bin 文件夹实现过 Session 共享，这样的做法实际上是把两个项目变相合并成一个应用程序，不是我们所想要的，理由很简单：Sohu 与 Chinaren 的服务器分处两地该怎么办？

3)        项目间的传值，可用 Cookie 实现。在第一部分的第三节（http://blog.csdn.net/cityhunter172/archive/2005/11/06/524043.aspx）我们介绍了只要运行 System.Web.Security.FormsAuthentication.SetAuthCookie 方法即可实现登录，单点登录的实质就是含有身份验证票的 Cookie 能在项目间共用。

接下来，有必要向大家介绍一下 Cookie 在 .Net 中的用法。

十二、        Cookie 在 ASP.NET 中的用法

大家也许和我一样，很少在 ASP.NET 中使用 Cookie ，传参数呀，存变量呀，用的比较多的是 Session 或 ViewState 以及隐藏控件，有的干脆用“ ? ”的请求方式。

1、  Cookie 存放的目录

Cookie 是存放在客户端的东东，放在“Temporary Internet Files”目录，所以说存在安全性的问题。大伙可通过以下方式找到具体位置：打开控制面板 → Internet 选项 → 常规 → Internet 临时文件 → 设置 → 即可看到“当前位置”，→ 点击“查看文件”将直接打开该文件夹，你也可以点击“移动文件夹”变更它所在的位置。参照下图（http://blog.csdn.net/images/blog_csdn_net/cityhunter172/85935/r_aspxForm04.jpg 与 http://blog.csdn.net/images/blog_csdn_net/cityhunter172/85935/r_aspxForm05.jpg）：

      2、  Cookie 的有效期

      2、  Cookie 的有效期

      2、  Cookie 的有效期

从上图我们可以清楚的看到每个 Cookie 文档的“截止期”（即为有效期）。在有效期内，当登录计算机的用户 Administrator 再次访问 172.meibu.com 时，那么 IE 就会在请求页面的同时，连同上述的名称为“Cookie:[email protected]”的Cookie 文档内容一起发送给服务器。

若该文档包含多个 Cookie 的值时，截止期则以最后的失效期为准。

3、  Cookie 的类型

这里我们按有效期来分，分为两种：

a)         即时型

指的是关闭浏览器（所有浏览 172.meibu.com 的 IE）后，Cookie 便失效，此类 Cookie 不会在“Temporary Internet Files”目录出现。其实它也有截止期的，为“ 0001-01-01”

b)        持久型

就是已指定具体“截止期”的，能够在“Temporary Internet Files”目录里面找到的 Cookie

4、  Cookie 的内容

双击打开“Cookie:[email protected]”，我们看到以下内容，如下图（http://blog.csdn.net/images/blog_csdn_net/cityhunter172/85935/r_aspxForm06.jpg）：

  

  

             上图中，“■”是换行符，你若是要打破什么锅来问我到底是怎么知道的话。我倒是会很乐意的告诉你：这就是经验！偶从学习 C# 那刻起，就拿第一个 Windows 程序 —— 记事本 来开刀，保存文档时得来的经验。

       所以服务器读出来的格式如下图（http://blog.csdn.net/images/blog_csdn_net/cityhunter172/85935/r_aspxForm07.jpg）：

  

  

5、  在 ASP.NET 页面发放 Cookie

发送上述 Cookie 的 .cs 代码为：

              System.Web.HttpCookie ck = new HttpCookie("ckValue0");

              ck["Author"] ="CityHunter";

              ck.Expires = System.DateTime.Now.AddMinutes(10);//若不指定，则为即时型 Cookie

//ck.Path="/FormTest/ManageSys"; //设置 Cookie 的虚拟路径，注意一定要以“/”开头，否则为无效 Cookie ；请大家自行看一下它与在客房端的 Cookie 文档“名称”与 “Internet 地址”的关系

              Response.Cookies.Add(ck); 

 

              ck = new HttpCookie("ckValue1"); //重新新建一个名为 ckValue1 的 Cookie

              ck.Expires = System.DateTime.Now.AddMinutes(20);   //即刻起 20 分钟后失效

              ck["E_Mail"] ="[email protected]";         //设置 ckValue1 中的 E_Mail 值

              ck["PersonalWeb"] ="172.meibu.com";

     Response.Cookies.Add(ck);   //添加此 Cookie

6、  取回已发放 Cookie 的值

       Response.Write(Request.Cookies["ckValue0"]["Author"]+"
");//用不着说明了吧

       Response.Write(Request.Cookies["ckValue1"]["E_Mail"]+"
");

       Response.Write(Request.Cookies["ckValue1"]["PersonalWeb"]);

       好久没有出作业啦（何出此言？），这第三篇呀，可是花了偶两个星期的业余时间调试、总结、撰写哪，都说时光贵如金，不知我花的这些时间能换来多少银子？换银子，我看是没指望啦，能得到阁下的一句评论，偶也满足了。记住，你的评论就是偶继续写下去的动力。

       作业：给 Cookie 赋于以下值，怎样得到它的正确值

              ck["str1"] ="2222";

              ck["str"] ="str0=11111&str1=223";

可以肯定的是Request.Cookies["ckValue1"]["str"] 得不到 “str0=11111&str1= 223”这个字串，大家不妨试一下 Request.Cookies["ckValue1"]["str1"] 会得到意想不到的字串哟。

提示：使用 Server.UrlEncode()与Server.UrlDecode()

十三、        发放永久性的验证 Cookie

终于……终于……最后一个章节，蓦然回首，洋洋洒洒十二章。没想到年少时写不完作文的偶，居然也能编出几千余字的文章来呀，不得不佩服偶自己呀！再回首，一大片晕倒的人……。永远到底有多远？永久究竟是多久？只有天知道。

大家登录 CSDN的时候是否留意到一个“2 周内不用再登录”的复选框，它又是怎么做到的呢？大家是否曾遇到过这样的困惑：在执行System.Web.Security.FormsAuthentication.SetAuthCookie 时明明已指定createPersistentCookie 为 true 为何关闭浏览器仍不能直接访问网站？下面我们就这个问题给大家解释一下，且介绍如何手工创建身份验证票并加入 Cookie 中。

     System.Web.Security.FormsAuthenticationTicket tk = new System.Web.Security.FormsAuthenticationTicket(

         1,                 //指定版本号：可随意指定

"Admin", //登录用户名：对应 Web.config 中 … /> 的 users 属性

         System.DateTime.Now,   //发布时间

         System.DateTime.Now.AddYears(100),   //失效时间：100 年以后，够永够久了吧

false,   //是否为持久 Cookie：尚未发现有何用，至少目前偶还不知，下面会有说明

"测试用户数据"//用户数据：可用 ((System.Web.Security.FormsIdentity)User.Identity).Ticket.UserData 获取

         );

string str = System.Web.Security.FormsAuthentication.Encrypt(tk);//加密身份验票

             

     //声明一个 Cookie，名称为 Web.config 中 … /> 的 name 属性，对应的值为身份验票加密后的字串

     System.Web.HttpCookie ck = new HttpCookie(System.Web.Security.FormsAuthentication.FormsCookieName,str);        

             

     //指定 Cookie 为 Web.config 中 … /> path 属性，不指定则默认为“/”

     ck.Path=System.Web.Security.FormsAuthentication.FormsCookiePath;  

 

//此句非常重要，少了的话，就算此 Cookie 在身份验票中指定为持久性 Cookie ，也只是即时型的 Cookie 关闭浏览器后就失效；因此上面我说：我是真的还不知在身份验票中指定为持久性 Cookie 有何用。

     ck.Expires = System.DateTime.Now.AddYears(100);

Response.Cookies.Add(ck); //添加至客房端 

后记

此系列文章共三部分，历时一个月完成（ 2005-11-05 ~ 2005-12-06）。以上是我学习并用于实践的一些经验，在此拿出来与大家一起分享。代码都是经过调试的，如有任何疑问，可在 CSDN 论坛（http://community.csdn.net/）找到我，我的 ID 是 cityhunter172 （可用此 ID 发短消息给我），昵称为 寒羽枫，欢迎大家批评指正。

另，发现有个别网站在转载我的文章时，不仅删了其中一些内容，最不能容忍的是没有标明作者，更没有找到出处。在此，再次希望大家在转载时，请务必注明作者为“寒羽枫（cityhunter172）”，谢谢。