JWT認證授權怎么在ASP.NET Core項目中使用

這篇文章將為大家詳細講解有關JWT認證授權怎么在ASP.NET Core項目中使用，文章內容質量較高，因此小編分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后對相關知識有一定的了解。

名詞解析

認證 : 識別用戶是否合法

授權: 賦予用戶權限 (能訪問哪些資源)

鑒權: 鑒定權限是否合法

Jwt優勢與劣勢

優勢

1、 無狀態

token 存儲身份驗證所有信息 , 服務端不需要保存用戶身份驗證信息, 減少服務端壓力 , 服務端更容易水平擴展, 由于無狀態, 又會導致它最大缺點 , 很難注銷

2、 支持跨域訪問

Cookie是不允許垮域訪問的，token支持

3、 跨語言

基于標準化的 JSON Web Token (JWT) , 不依賴特定某一個語言 , 例如生成的Token可以對多種語言使用(Net , Java , PHP …)

劣勢

1、Token有效性問題

后臺很難注銷已經發布的Token , 通常需要借助第三方儲存(數據庫/緩存) 實現注銷, 這樣就會失去JWT最大的優勢

2、占帶寬

Token長度(取決存放內容) 比session_id大 , 每次請求多消耗帶寬 , token只存必要信息 , 避免token過長

3、需要實現續簽

cookies – session 通常是框架已經實現續簽功能, 每次訪問把過期時間更新, JWT需要自己實現, 參考OAuth3刷新Token機制實現刷新Token

4、消耗更多CPU

每次請求需要對內容解密和驗證簽名這兩步操作，典型用時間換空間

只能根據自身使用場景決定使用哪一種身份驗證方案 , 沒有一種方案是通用的,完美的

.NET Core集成JWT認證授權服務

1、認證服務API:認證用戶，并發布Token

1、引入nuget包，System.IdentityModel.Tokens.Jwt
2、創建生成Token的服務，建議使用面向接口和實現編程，方便服務注入容器ServicesCollection(涉及DI和IOC概念)
3、創建接口

namespace JWTS.Services
{
  public interface IJWTService
  {
    /// <summary>
    /// 根據驗證通過后的用戶以及角色生成Token,以達到角色控制的作用
    /// </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，并映射成對象

"TokenParameter": {
  "Issuer": "William", //這個JWT的簽發主體(發行者)
  "Audience": "William", //這個JWT的接收對象
  "SecurityKey": "askalsnlkndhasnaslkasmadka"
 }

 　　public class TokenParameter
  　　{
    　　　　public string Issuer { get; set; }
    　　　　public string Audience { get; set; }
    　　　　public string SecurityKey { get; set; }
  　　}

5、實現接口，注入Configuration，獲取TokenParameter對象

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由三部分組成（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)//傳遞其他信息
      };
      SymmetricSecurityKey key = new SymmetricSecurityKey(Encoding.UTF8.GetBytes(_tokenParameter.SecurityKey));
      SigningCredentials creds = new SigningCredentials(key, SecurityAlgorithms.HmacSha256);
      /**
       * Claims (Payload)
        Claims 部分包含了一些跟這個 token 有關的重要信息。 JWT 標準規定了一些字段，下面節選一些字段:
        JWT會被加密，但是這部分內容任何人都可以讀取，所以不要存放機密信息

        iss: The issuer of the token，token 是給誰的
        sub: The subject of the token，token 主題
        exp: Expiration Time。 token 過期時間，Unix 時間戳格式
        iat: Issued At。 token 創建時間， Unix 時間戳格式
        jti: JWT ID。針對當前 token 的唯一標識
        除了規定的字段外，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分鐘有效期
        signingCredentials: creds);
      string returnToken = new JwtSecurityTokenHandler().WriteToken(token);
      return returnToken;
    }
  }
}

6、jwt中定義好的Claims

JWT標準里面定好的claim有：

• iss(Issuser)：代表這個JWT的簽發主體；

• sub(Subject)：代表這個JWT的主體，即它的所有人；

• aud(Audience)：代表這個JWT的接收對象；

• exp(Expiration time)：是一個時間戳，代表這個JWT的過期時間；

• nbf(Not Before)：是一個時間戳，代表這個JWT生效的開始時間，意味著在這個時間之前驗證JWT是會失敗的；

• iat(Issued at)：是一個時間戳，代表這個JWT的簽發時間；

• jti(JWT ID)：是JWT的唯一標識。

7、在鑒權項目工程Startup.cs文件里依賴注入JWT的服務類

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 構造函數
    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>
    /// 實際場景使用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)
    {
      //這里應該是需要去連接數據庫做數據校驗，為了方便所有用戶名和密碼寫死了
      if ("william".Equals(name) && "123123".Equals(password))//應該數據庫
      {
        var role = "Administrator";//可以從數據庫獲取角色
        string token = this._iJWTService.GetToken(name, role);
        return new JsonResult(new
        {
          result = true,
          token
        });
      }

      return Unauthorized("Not Register!!!");
    }
  }
}

2、資源中心API:使用從認證服務中心獲取的Token，去訪問資源，資源中心對用戶信息以及Token進行鑒權操作，認證失敗返回401

1、資源中心添加Nuget包（Microsoft.AspNetCore.Authentication.JwtBearer）

2、添加Authentication服務，添加JwtBearer，通過Configuration獲取TokenParameter對象

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)//默認授權機制
        .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、在資源控制器上添加[Authorize]屬性，以啟用認證授權訪問API資源

　　 [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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