ASP.NET Core2利用Jwt技术在服务端实现对客户端的身份认证

背景

在微服务架构下，一般都会按不同的业务或功能将整个系统切分成不同的独立子系统，再通过REST API或RPC进行通讯并相互调用，形成各个子系统之间的串联结构。在这里，我们将采用REST API的通讯方式。

比如：

1、有一个“用户中心”独立子系统名为“Lezhima.UserHub”，是一个基于ASP.NET Core mvc 2.0的项目。

2、有一个处理用户订单的独立子系统名为“Lezhima.UserOrder”，是一个基于ASP.NET Core webp api 2.0的项目。

3、同时还有一个处理用户文件上传的独立子系统名为“Lezhima.UserUpload”，是一个基于ASP.NET Core webp api 2.0的项目。

业务关系如下：

用户成功登录后进入“Lezhima.UserHub”，在用户查看订单时通过前端Ajax调用“Lezhima.UserOrder”的web api接口，在用户上传图片是通过前端Ajax调用“Lezhima.UserUpload”的web api接口。

至此，我们了解了上面的业务关系后，心里一定产生出如下两个问题：

1、如何保障“Lezhima.UserOrder”与“Lezhima.UserUpload”两个独立系统内的web api接口安全，因为它们已经被暴露在了前端。

2、如何在“Lezhima.UserHub”站颁发Token。

那么，带着问题我们下面就结合ASP.NET Core 自带的Jwt技术来讨论具体的实现（也许聪明的你有更好的解决方法，请一定告知我，谢谢）。

Jwt 全名为：JSON Web Token，是一个很成熟的技术，园子里也有很多这方面的知识，我这里就不再重述了。

实现原理

“Lezhima.UserHub”站因为已经做了登录验证，我们暂且认为它是可信的，所以在前端Ajax请求“Lezhima.UserOrder”站的web api接口时先到自已后端去生成一个Token，并随之同本次跨站请求一块携带至“Lezhima.UserOrder”站，“Lezhima.UserOrder”站验证请求头中的Token是否合法，如合法则继续路由到具体方法中，否则结束请求。“Lezhima.UserUpload”站原理与“Lezhima.UserOrder”相同。

实现代码

Lezhima.UserHub颁发Token代码：

        /// <summary>
        /// 颁发一个指定有效期的Token，并将当前登录的用户id传递进来		
        /// </summary>
        /// <param name="currentUserId"></param>
        /// <param name="expiresMinutes"></param>
        /// <returns></returns>
	  public static async Task<string> GetAccessToken(string currentUserId,int expiresMinutes=2)
        {
            return await Task.Run(() =>
            {
				//约定私钥，下面三个参数可放到配置文件中				
                var secret = "NGUzNmNlNzQtZThkZC00YjRh";
				//发行者
                var iss = "Andre";
				//接受者
                var aud = "Andre";

                if (string.IsNullOrEmpty(secret) || string.IsNullOrEmpty(iss) || string.IsNullOrEmpty(aud))
                    return "";

                if (string.IsNullOrEmpty(currentUserId))
                    currentUserId = Guid.NewGuid().ToString();

                var now = DateTime.UtcNow;
                var claims = new Claim[]
                {
                    new Claim(JwtRegisteredClaimNames.Sub, currentUserId),
                    new Claim(JwtRegisteredClaimNames.Iat, now.ToUniversalTime().ToString(), ClaimValueTypes.Integer64)
                };
                var signingKey = new SymmetricSecurityKey(Encoding.ASCII.GetBytes(secret));
                var jwt = new JwtSecurityToken(
                       issuer: iss,
                       audience: aud,
                       claims: claims,
                       notBefore: now,
                       expires: now.Add(TimeSpan.FromMinutes(expiresMinutes)),
                       signingCredentials: new SigningCredentials(signingKey, SecurityAlgorithms.HmacSha256)
                 );
                return new JwtSecurityTokenHandler().WriteToken(jwt);  //生成一个新的token
            });           
        }

Lezhima.UserHub前端Ajax跨站请求代码：

//封装一个Ajax请求公共方法
function GetWebDataByObject(url, requestMethon, paramter) {
    jQuery.support.cors = true;
    apiUrl = 'http://127.0.0.1:8012/';
    var token = GetToken(); //调用本站内的Token颁发Web api接口 
    var result = [];
    $.ajax({
        type: requestMethon,
        url: apiUrl + url,
        data: paramter,
        async: false,
        beforeSend: function (xhr) {
			//将Token携带到请求头中
            xhr.setRequestHeader("Authorization", "Bearer " + token);
        },  
        success: function (data) {
            result = data;
        },
        error: function (XMLHttpRequest, textStatus, errorThrown) {
            // 状态码
            console.log(XMLHttpRequest.status);
            // 状态
            console.log(XMLHttpRequest.readyState);
            // 错误信息   
            console.log(textStatus);
        }
    });
    return result;
}

“Lezhima.UserOrder”站开启Jwt的Token验证，在Startup.cs里添加如下代码：

        public IServiceProvider ConfigureServices(IServiceCollection services)
        {            
            services.AddCors();
			
			//从配置文件中获取私钥、发行者、接受者三个参数
			//三个参数的值必需与颁发Token站相同
            var audienceConfig = Configuration.GetSection("Audience");

            var signingKey = new SymmetricSecurityKey(Encoding.ASCII.GetBytes(audienceConfig["Secret"]));
            var tokenValidationParameters = new TokenValidationParameters
            {
                ValidateIssuerSigningKey = true,
                IssuerSigningKey = signingKey,
                ValidateIssuer = true,
                ValidIssuer = audienceConfig["Iss"],
                ValidateAudience = true,
                ValidAudience = audienceConfig["Aud"],
                ValidateLifetime = true,
                ClockSkew = TimeSpan.Zero,
                RequireExpirationTime = true,
            };
			//注入Jwt验证
            services.AddAuthentication(JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme)
                .AddJwtBearer(options => {
                    options.RequireHttpsMetadata = false;
                    options.TokenValidationParameters = tokenValidationParameters;
                });

            services.AddMvc();


            var builder = new ContainerBuilder();
            builder.RegisterModule(new Evolution());
            builder.Populate(services);
            var container = builder.Build();
            return container.Resolve<IServiceProvider>();
        }

        public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env)
        {
            if (env.IsDevelopment())
            {
                app.UseDeveloperExceptionPage();
            }
            app.UseCors(builder =>
              builder.WithOrigins("*")
              .AllowAnyHeader()
              .AllowAnyMethod()
              .AllowCredentials()
            );         
            //开启验证
            app.UseAuthentication();
            app.UseMvc();
        }

“Lezhima.UserOrder”站内的控制器里添加验证过滤器[Authorize]，如下代码：

    [Route("api/[Controller]")]
    //添加过滤器后，该控制器内所有Action都将进行Token验证
    [Authorize]
    public class OrderController : Controller
    {
        
    }

　　

至此，基于ASP.NET Core的Jwt跨站验证Token方案就全部完成了，是不是很简单呀^_^  ^_^　!!　

总结

1、Token颁发者与验证者都必需使用相同的私钥，私钥、发行者、接受者等参数可以放在配置文件中动态配置！

2、在项目Startup类中的ConfigureServices方法内添加注册使用Jwt身份验证的功能。

3、在验证者项目的控制器上或方法上加上过滤器 [Authorize]即可开启身份验证。

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