Asp.Net实现FORM认证的一些使用技巧
最近因为项目代码重构需要重新整理用户登录和权限控制的部分，现有的代码大体是参照了.NET的FORM认证，并结合了PORTAL KITS的登录控制，代码比较啰嗦，可维护性比较差。于是有了以下的几个需求（大多数系统应该都会碰到）：
- 用.NET自带的FORM认证来实现安全登录
- 登录后需要记录登录用户的基本信息，方便所有页面调用
- 记录本机登录状态，短时间关闭窗口后不用重新登录
- 权限控制和代码的文件夹结构相呼应，即按角色允许访问不同的目录
- 权限控制有可能需要细化到每一个页面，即按角色允许访问不同的页面
- 以上的部分尽量自己少写代码，用自带的类库和机制实现
第一步：准备工作
先准备一个名为Test的WEB项目，包含：
Default.aspx，默认页，随便显示一些信息，
Login.aspx，登录页，上面放两个文本框，用来输入用户名和密码，一个登录按钮，一个指向Register.aspx的超链，
Register.aspx，用户注册页，注册用户信息，随便放一点文本框，主要是模拟一下注册，不用真正实现，
Web.config，配置页面。
注册页与登录页在同一目录的机妙后面会说。
第二步：Web.config文件的修改
1、打开Web.config文件，找到authentication节，将其改为如下：
代码
< forms name =".ASPXAUTH" loginUrl ="Login.aspx" protection ="All" path ="/" timeout ="20" />
</ authentication >
< authorization >
< deny users ="?" ></ deny >
</ authorization >
配置节属性的具体意义和其他没有加入的属性网上到处都有查。这里注意一下的是authentication节和authorization节，两个单词很相似，但却不是同一个单词，每个节下面的内容也不能写到一起。
其中，authorization节中的“allow”表示允许的意思，“*”表示所有用户；而“deny”表示拒绝的意思；“?”表示匿名用户；此处加入后，则代表根目录下的所有文件和所有的子目录都不能匿名访问，Login.aspx 页面除外。
2、Web.config中，Location节的应用
做了上面的配置之后，我们会发现，在没登录的情况下，用浏览器打开Default.aspx会自动转到Login.aspx，同理Register.aspx页面也会如此。问题：注册用户怎么可能在登录后才能访问呢？
那么我们就得说了，当注册页与登录页在同一目录，为了达到不用登录就能访问注册页的目的，我们就得对访问限制的Web.config配置处理一下。
方法一 ：注册页与登录页放在不的目录内
我们在根目录添加一个文件夹Pub，将Register.aspx移动到此文件夹里，此时仍不能访问，需要在文件夹内添加一个Web.config文件，加入：
< system.web >
< authorization >
< allow users ="*" />
</ authorization >
</ system.web >
</ configuration >
此处，即说明此目录下的所有文件，允许所有人访问。
关于 Web.config 作用范围的说明：
- Web.config 的设置将作用于所在目录的所有文件及其子目录下的所有东东（继承：子随父姓）
- 子目录下的 Web.config 设置将覆盖由父目录继承下来的设置（覆盖：县官不如现管）
- 也就是，属性设置由最深一层的目录里的Web.config决定；如果子目录里没有Web.config文件，则由离它最近的父目录里的Web.config决定
方法二：仍然保持注册页和登录页在同一目录下
只需要在根目录下的Web.config 中加入以下一段：
< system.web >
< authorization >
< allow users ="*" />
</ authorization >
</ system.web >
</ location >
通过location节的path属性的值指定Register.aspx页面，以及下面authorization节的设置，说明了Register.aspx页面是允许被所有人访问。
注意：
location节应加在原有的system.web节的外面，包含在configuration节内，和system.web节是同级的。
当根目录下，有多个页面不需要登录就可以访问时，可以设置多个location节，修改对应path属性值指向的页面就可以了。
另外，path属性的值也可以指定目录，用来指定该目录的访问限制。通过修改authorization节的内容来限定访问权限。详细的设置，后面会提到。
第三步：实现登录的代码
1、普通的代码实现
方法一：
如果forms节中设置了“defaultUrl”的属性，也就是登录后默认转向的页面，则可以用如下的方法：
代码
{
if ( this .Txt_UserName.Text == " Admin " && this .Txt_Password.Text == " 123456 " )
{
FormsAuthentication.RedirectFromLoginPage( this .Txt_UserName.Text, false );
}
}
此处只是简单模拟了一下登录的验证过程，RedirectFromLoginPage方法能发送验证票据验证Cookie（如何进行可以用Reflector去查看源代码），返回请求页面，即“从哪来就打哪去”。比如：用户没登录前直接在 IE 地址栏输入 http://localhost/Test/Default.aspx ，那么该用户将看到的是 Login.aspx?ReturnUrl=Default.aspx ，输入用户名与密码登录成功后，系统将根据“ReturnUrl”的值，返回相应的页面；如果没有“ReturnUrl”，则按照“defaultUrl”的属性自动转向。
方法二：
代码
{
if ( this .Txt_UserName.Text == " Admin " && this .Txt_Password.Text == " 123456 " )
{
FormsAuthentication.SetAuthCookie( this .Txt_UserName.Text, false );
Response.Redirect( " Default.aspx " );
}
}
此处是分两步走：通过验证后就直接发放 Cookie ，跳转页面将由程序员自行指定，无需“defaultUrl”设置。此方法对于程序员来说，更灵活。
2、手工实现需要记录用户登录信息的情况
当我们需要记录用户登录的信息，不单单只是一个ID还需要更多属性的时候，一般都用一个类存储到Session或Cookie实现，然后做一个基类页，在基类页中设置属性来读取Session或Cookie。
Session实际也和支不支持Cookie有关，且存在服务器，多少会占用服务器端资源。因此这里还是考虑用Cookie实现。那么在RedirectFromLoginPage方法或SetAuthCookie方法已经设置了验证票据并设置了Cookie，我们能不能把用户登录信息也存储到这个默认的Cookie里呢？答案是能。
首先，我们在项目里添加AppCode目录，增加一个UserInfo的类，用以简单模拟用户登录信息。代码如下：
代码
public class UserInfo
{
// 用户登录信息
private int _nId;
private string _sRealName;
private string _sName;
private string _sPassword;
private string _sRoles;
public int Id
{
get { return this ._nId; }
set { this ._nId = value; }
}
public string RealName
{
get { return this ._sRealName; }
set { this ._sRealName = value; }
}
public string Name
{
get { return this ._sName; }
set { this ._sName = value; }
}
public string Password
{
get { return this ._sPassword; }
set { this ._sPassword = value; }
}
public string Roles
{
get { return this ._sRoles; }
set { this ._sRoles = value; }
}
public UserInfo()
{
}
}
需要注意， 类的属性中一定要加[Serializable]，表示类可以序列化。
Forms验证在内部的机制是，把用户数据加密后保存在一个基于cookie的票据FormsAuthenticationTicket中，通过RedirectFromLoginPage方法或SetAuthCookie方法就已经实现了Ticket和Cookie的设置，也就是设置了Context.User的值，Context.User在取值和判断是否经过验证的时候很有用处。Cookie的属性是在Web.config的<forms name=".ASPXAUTH" loginUrl="Login.aspx" protection="All" path="/" timeout="20"/>中设置的。因为是经过特殊加密的，所以应该来说是比较安全的。
而.net除了用这个票据存放自己的信息外，还留了一个地给用户自由支配，这就是现在要说的Ticket的UserData。 UserData用来存储string类型的信息，并且也享受Forms验证提供的加密保护，当我们需要这些信息时，也可以通过简单的Ticket的UserData属性得到，兼顾了安全性和易用性，用来保存一些必须的敏感信息还是很有用的。我们就准备将用户的登录信息记录在UserData中，代码如下：
代码
{
if ( this .TextBox1.Text == " Admin " && this .TextBox2.Text == " 123456 " )
{
// 加密UserInfo
UserInfo user = new UserInfo();
user.Id = 1 ;
user.Name = this .TextBox1.Text;
user.Password = this .TextBox2.Text;
user.RealName = " 系统管理员 " ;
user.Roles = " Administrators,Users " ;
string strUser = Serialize.Encrypt < UserInfo > (user);
// 设置Ticket信息
FormsAuthenticationTicket ticket = new FormsAuthenticationTicket(
1 , user.Name, DateTime.Now, DateTime.Now.AddMinutes( 20 ), false , strUser);
// 加密验证票据
string strTicket = FormsAuthentication.Encrypt(ticket);
// 使用新userdata保存cookie
HttpCookie cookie = new HttpCookie(FormsAuthentication.FormsCookieName, strTicket);
cookie.Expires = ticket.Expiration;
this .Response.Cookies.Add(cookie);
this .Response.Redirect( " Default.aspx " );
}
}
上面的代码，实际上类似于手工实现了SetAuthCookie方法的过程。
首先，模拟实现登录，我们手动设置了一个UserInfo的对象，string strUser = Serialize.Encrypt<UserInfo>(user) 是将对象序列化成字符串的一个方法。
然后，生成一个FormsAuthenticationTicket票据。此处用到的FormsAuthenticationTicket构造函数的重载方法的签名解释
代码
int version, // 版本号
string name, // 与身份验证票关联的用户名
DateTime issueDate, // 票据的发出时间
DateTime expiration, // 票据的到期日期
bool isPersistent, // 票据是否存储在持久的 Cookie 中，是为 true；否则为 false
string userData // 票据中存储的用户定义数据
);
其中，name的设置与Context.User.Identity.Name对应，且大小写敏感，也与将来的权限控制相关，赋值的时候需要特别注意。另外，票据的到期日期和Web.config中设置的Cookie的到期日期不是同一个概念，如果分不清，请到网上去搜索，如果实在不想在这上下功夫，后面会有处理的方法。
再后，string strTicket = FormsAuthentication.Encrypt(ticket) 将票据加密成字符创
最后，HttpCookie cookie = new HttpCookie(FormsAuthentication.FormsCookieName, strTicket) 生成Cookie。
FormsAuthentication.FormsCookieName获取的就是Web.config中配置的Cookie名称，也就是默认验证时产生的Cookie。cookie.Expires = ticket.Expiration 将票据的过期时间和Cookie的过期时间做了同步，也就避免了两者不同所产生的矛盾。这样，验证票据生成了，存储到默认配置的Cookie中，也就是类似实现了一个SetAuthCookie方法的过程。通过Context.User就能获取票据的相关信息了。
3、获取信息
为了在其他登录后的页面比较简单的获取登录用户信息，我们先生成一个基类页面。在AppCode中新增LoginBasePage类，代码如下：
代码
{
protected UserInfo LoginUser
{
get
{
string strUser = ((FormsIdentity) this .Context.User.Identity).Ticket.UserData;
return Serialize.Decrypt < UserInfo > (strUser);
}
}
public LoginBasePage()
{
//
// TODO: 在此处添加构造函数逻辑
//
}
}
LoginBasePage : Page，基类页要继承Page，成为所有登录以后的页面的基类。
属性protected UserInfo LoginUser{ get；}用来访问登录信息。将Context.User.Identity强制转换为FormsIdentity类的对象，通过访问Ticket属性的UserData属性，获得被序列化后的对象的字符串，最后用方法Serialize.Decrypt<UserInfo>(strUser)将字符串反序列化成对象后再返回UserInfo类型的对象。
我们只需要将Default页面的后台代码改为public partial class _Default : LoginBasePage，就可以通过this.LoginUser来访问用户登录信息了。
第四步：实现不同目录的权限控制
上面，实现了记录用户登录信息的模拟登录过程，以及根目录下文件的访问控制。但是系统一般都会有多个目录，接下来就说说目录的访问控制。
其实，上面多多少少已经提到过了，通过在每个目录下增加Web.config文件来进行访问限制。
首先，我们在根目录增加一个文件夹ManageAdmin，在此文件夹内增加页面UserInfo.aspx，页面内放几个Label用来展现登录用户信息。
然后，再增加一个Web.config文件，配置内容如下：
代码
< appSettings />
< connectionStrings />
< system.web >
< authorization >
< allow users ="Admin" ></ allow >
< deny users ="*" ></ deny >
</ authorization >
</ system.web >
</ configuration >
配置中说明只允许“Admin”用户访问，禁止其他所有用户访问。
这里，特别要注意的是，FormsAuthenticationTicket票据的name属性的赋值，一定要和<allow users="Admin"></allow>设置的用户想对应，且大小写敏感。如果要设置允许多个用户访问，则用“,”隔开，例如<allow users="Admin,User1"></allow>。
不同的目录，设置不同的允许访问的用户，就可以对所有目录进行访问控制了。
第五步：实现不同目录的按角色的权限控制
以上实现了对不同目录按用户的访问限制。但是一般来说，一个网站系统的用户会很多，如果一直使用精确到用户的访问控制，则会造成设置Web.config的工作量加大。
而一般，我们会将用户分到不同的用户组来进行权限控制，因此，我们也可以配置Web.config实现按角色来控制不同的目录的访问权限。
首先，我们在根目录下再增加一个目录ManageUsers，在此文件夹内也增加页面UserInfo.aspx用来展现登录用户信息。此目录将模拟控制Users组的用户，文件夹ManageAdmin将模拟控制Administrators组的用户。
然后，在目录ManageUsers增加Web.config文件，配置内容如下：
代码
< appSettings />
< connectionStrings />
< system.web >
< authorization >
< allow roles ="Users" ></ allow >
< deny users ="*" ></ deny >
</ authorization >
</ system.web >
</ configuration >
再将文件夹ManageAdmin下的Web.config文件的<allow users="Admin"></allow>改成<allow roles="Administrators"></allow>。
最后，修改代码。
1、注意，我们在模拟用户信息的时候，有这么一句，user.Roles = "Administrators,Users";也就是用户Admin具备两种角色
2、为模拟Users组的用户登录，我们再添加如下代码：
代码
{
// 加密UserInfo
UserInfo user = new UserInfo();
user.Id = 2 ;
user.Name = this .TextBox1.Text;
user.Password = this .TextBox2.Text;
user.RealName = " 普通用户1 " ;
user.Roles = " Users " ;
string strUser = Serialize.Encrypt < UserInfo > (user);
// 设置Ticket信息
FormsAuthenticationTicket ticket = new FormsAuthenticationTicket(
1 , user.Name, DateTime.Now, DateTime.Now.AddMinutes( 20 ), false , strUser);
// 加密验证票据
string strTicket = FormsAuthentication.Encrypt(ticket);
// 使用新userdata保存cookie
HttpCookie cookie = new HttpCookie(FormsAuthentication.FormsCookieName, strTicket);
cookie.Expires = ticket.Expiration;
this .Response.Cookies.Add(cookie);
this .Response.Redirect( " Default.aspx " );
}
这样，我们登录时，输入“Admin”和“User1”的时候，就可以模拟不同角色的用户登录了。
3、Forms基于角色的验证的内部机制是，将角色的属性也设置到了Context.User中，这里也需要手工代码处理一下。
首先，为了支持基于角色的验证，我们每进入一个页面都需要将角色信息设置到Context.User中，那么最好的办法就是在Global.asax 文件中的Application_AuthenticateRequest方法中设置。
Application_AuthenticateRequest方法，是在每次验证请求时触发，它与另外一个方法Application_BeginRequest的区别就在于，Application_AuthenticateRequest方法内，能够访问Context.User.Identity，而Application_BeginRequest则无法访问。
我们在根目录添加一个Global.asax 文件，增加如下代码：
代码
{
if ( this .Context.User != null )
{
if ( this .Context.User.Identity.IsAuthenticated)
{
if ( this .Context.User.Identity is FormsIdentity)
{
string strUser = ((FormsIdentity) this .Context.User.Identity).Ticket.UserData;
string [] roles = Serialize.Decrypt < UserInfo > (strUser).Roles.Split( ' , ' );
this .Context.User = new GenericPrincipal( this .Context.User.Identity, roles);
}
}
}
}
此处，主要代码就是将Context.User.Identity强制转换为FormsIdentity类的对象，通过访问Ticket属性的UserData属性，获得被序列化后的对象的字符串，最后用方法Serialize.Decrypt<UserInfo>(strUser)将字符串反序列化成对象，再将UserInfo对象的Roles属性以“,”为分隔符分隔成角色数组，再用Context.User.Identity和角色数组生成一个新的GenericPrincipal对象，赋值给Context.User ，则Context.User 为已经设置好角色的验证对象。
按照我们的设置，Admin用户能访问两个目录，而User1用户，则只能访问ManageUsers一个目录。
第五步：集中管理Web.config文件
目录的访问权限控制，是按用户还是按角色，一般由具体业务决定。
但是，随着目录的增多，每个目录下都存在一个Web.config文件，管理起来特别不方便。
通过上面提到过的location节的path属性，我们可以实现Web.config配置的统一管理。我们可以将各个文件或目录的配置都放置在根目录的Web.config文件内，代码如下：
代码
< appSettings />
< connectionStrings />
< location path ="Register.aspx" >
< system.web >
< authorization >
< allow users ="*" />
</ authorization >
</ system.web >
</ location >
< location path ="ManageAdmin" >
< system.web >
< authorization >
< allow roles ="Administrators" ></ allow >
< deny users ="*" ></ deny >
</ authorization >
</ system.web >
</ location >
< location path ="ManageUsers" >
< system.web >
< authorization >
< allow roles ="Users" ></ allow >
< deny users ="*" ></ deny >
</ authorization >
</ system.web >
</ location >
< system.web >
<!-- 这里放置原来根目录 Web.config 的内容，就不列出来了 -->
</ system.web >
</ configuration >
结尾：
这次彻底理顺FORM验证的过程，发现了不少实用性很强的技巧，中间参考了很多网友的文章，也通过Reflector看了一下具体实现的源代码。感觉收获不少，最大的收获就是对于问题不但要知其然更要知其所以然，要有一种打破沙锅问到底的净胜。
大家如果有什么问题有什么疑问，不但要找到解决的办法，有时间的话最好从理论到底层代码都好好过一过，对自己的水平长进有很大的帮助。
这篇文章还有很多方面没有涉及，也有很多高深的东西没有讲到，例如“通过PrincipalPermissionAttribute配合Forms验证进行基于角色或用户的安全验证”。就当留给自己一个研究的尾巴吧。