【.NET Core项目实战-统一认证平台】第十四章 授权篇-自定义授权方式

【.NET Core项目实战-统一认证平台】开篇及目录索引

上篇文章我介绍了如何强制令牌过期的实现，相信大家对IdentityServer4的验证流程有了更深的了解，本篇我将介绍如何使用自定义的授权方式集成老的业务系统验证，然后根据不同的客户端使用不同的认证方式来集成到统一认证平台。

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一、自定授权源码剖析

当我们需要使用开源项目的某些功能时，最好了解实现的原理，才能正确和熟练使用功能，避免出现各种未知bug问题和出现问题无法解决的被动场面。

在使用此功能前，我们需要了解完整的实现流程，下面我将从源码开始讲解IdentityServer4是如何实现自定义的授权方式。

从我之前的文章中我们知道授权方式是通过Grant_Type的值来判断的，所以我们自定义的授权方式，也是通过此值来区分，所以需要了解自定义的值处理流程。TokenRequestValidator是请求验证的方法，除了常规验证外，还增加了自定义的验证方式。

public async Task<TokenRequestValidationResult> ValidateRequestAsync(NameValueCollection parameters, ClientSecretValidationResult clientValidationResult)
{
    _logger.LogDebug("Start token request validation");

    _validatedRequest = new ValidatedTokenRequest
    {
        Raw = parameters ?? throw new ArgumentNullException(nameof(parameters)),
        Options = _options
    };

    if (clientValidationResult == null) throw new ArgumentNullException(nameof(clientValidationResult));

    _validatedRequest.SetClient(clientValidationResult.Client, clientValidationResult.Secret, clientValidationResult.Confirmation);

    /////////////////////////////////////////////
    // check client protocol type
    /////////////////////////////////////////////
    if (_validatedRequest.Client.ProtocolType != IdentityServerConstants.ProtocolTypes.OpenIdConnect)
    {
        LogError("Client {clientId} has invalid protocol type for token endpoint: expected {expectedProtocolType} but found {protocolType}",
                 _validatedRequest.Client.ClientId,
                 IdentityServerConstants.ProtocolTypes.OpenIdConnect,
                 _validatedRequest.Client.ProtocolType);
        return Invalid(OidcConstants.TokenErrors.InvalidClient);
    }

    /////////////////////////////////////////////
    // check grant type
    /////////////////////////////////////////////
    var grantType = parameters.Get(OidcConstants.TokenRequest.GrantType);
    if (grantType.IsMissing())
    {
        LogError("Grant type is missing");
        return Invalid(OidcConstants.TokenErrors.UnsupportedGrantType);
    }

    if (grantType.Length > _options.InputLengthRestrictions.GrantType)
    {
        LogError("Grant type is too long");
        return Invalid(OidcConstants.TokenErrors.UnsupportedGrantType);
    }

    _validatedRequest.GrantType = grantType;

    switch (grantType)
    {
        case OidcConstants.GrantTypes.AuthorizationCode:
            return await RunValidationAsync(ValidateAuthorizationCodeRequestAsync, parameters);
        case OidcConstants.GrantTypes.ClientCredentials:
            return await RunValidationAsync(ValidateClientCredentialsRequestAsync, parameters);
        case OidcConstants.GrantTypes.Password:
            return await RunValidationAsync(ValidateResourceOwnerCredentialRequestAsync, parameters);
        case OidcConstants.GrantTypes.RefreshToken:
            return await RunValidationAsync(ValidateRefreshTokenRequestAsync, parameters);
        default://统一的自定义的验证方式
            return await RunValidationAsync(ValidateExtensionGrantRequestAsync, parameters);
    }
}

从上面代码可以看出，除了内置的授权方式，其他的都是用ValidateExtensionGrantRequestAsync来进行验证，详细的验证规则继续分析实现过程。

private async Task<TokenRequestValidationResult> ValidateExtensionGrantRequestAsync(NameValueCollection parameters)
{
    _logger.LogDebug("Start validation of custom grant token request");

    /////////////////////////////////////////////
    // 校验客户端是否开启了此授权方式
    /////////////////////////////////////////////
    if (!_validatedRequest.Client.AllowedGrantTypes.Contains(_validatedRequest.GrantType))
    {
        LogError("{clientId} does not have the custom grant type in the allowed list, therefore requested grant is not allowed", _validatedRequest.Client.ClientId);
        return Invalid(OidcConstants.TokenErrors.UnsupportedGrantType);
    }

    /////////////////////////////////////////////
    // 判断是否注入了此自定义的授权实现
    /////////////////////////////////////////////
    if (!_extensionGrantValidator.GetAvailableGrantTypes().Contains(_validatedRequest.GrantType, StringComparer.Ordinal))
    {
        LogError("No validator is registered for the grant type: {grantType}", _validatedRequest.GrantType);
        return Invalid(OidcConstants.TokenErrors.UnsupportedGrantType);
    }

    /////////////////////////////////////////////
    // 校验是否支持scope
    /////////////////////////////////////////////
    if (!await ValidateRequestedScopesAsync(parameters))
    {
        return Invalid(OidcConstants.TokenErrors.InvalidScope);
    }

    /////////////////////////////////////////////
    // 调用自定义的验证实现方法
    /////////////////////////////////////////////
    var result = await _extensionGrantValidator.ValidateAsync(_validatedRequest);

    if (result == null)
    {
        LogError("Invalid extension grant");
        return Invalid(OidcConstants.TokenErrors.InvalidGrant);
    }

    if (result.IsError)
    {
        if (result.Error.IsPresent())
        {
            LogError("Invalid extension grant: {error}", result.Error);
            return Invalid(result.Error, result.ErrorDescription, result.CustomResponse);
        }
        else
        {
            LogError("Invalid extension grant");
            return Invalid(OidcConstants.TokenErrors.InvalidGrant, customResponse: result.CustomResponse);
        }
    }

    if (result.Subject != null)
    {
        /////////////////////////////////////////////
        // 判断当前的用户是否可用
        /////////////////////////////////////////////
        var isActiveCtx = new IsActiveContext(
            result.Subject,
            _validatedRequest.Client,
            IdentityServerConstants.ProfileIsActiveCallers.ExtensionGrantValidation);

        await _profile.IsActiveAsync(isActiveCtx);

        if (isActiveCtx.IsActive == false)
        {
            // todo: raise event?

            LogError("User has been disabled: {subjectId}", result.Subject.GetSubjectId());
            return Invalid(OidcConstants.TokenErrors.InvalidGrant);
        }

        _validatedRequest.Subject = result.Subject;
    }

    _logger.LogDebug("Validation of extension grant token request success");
    return Valid(result.CustomResponse);
}

从代码中可以看出，实现流程如下：

• 1、客户端是否配置了自定义的授权方式。
• 2、是否注入了自定义的授权实现。
• 3、授权的scope客户端是否有权限。
• 4、使用自定义的授权验证方式校验请求数据是否合法。
• 5、判断是否有有效数据信息，可自行实现接口。

从源码中，可以发现流程已经非常清晰了，核心类ExtensionGrantValidator实现了自定义授权的校验过程，进一步分析下此类的代码实现。

using IdentityServer4.Models;
using Microsoft.Extensions.Logging;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Threading.Tasks;

namespace IdentityServer4.Validation
{
    /// <summary>
    /// Validates an extension grant request using the registered validators
    /// </summary>
    public class ExtensionGrantValidator
    {
        private readonly ILogger _logger;
        private readonly IEnumerable<IExtensionGrantValidator> _validators;

        /// <summary>
        /// Initializes a new instance of the <see cref="ExtensionGrantValidator"/> class.
        /// </summary>
        /// <param name="validators">The validators.</param>
        /// <param name="logger">The logger.</param>
        public ExtensionGrantValidator(IEnumerable<IExtensionGrantValidator> validators, ILogger<ExtensionGrantValidator> logger)
        {
            if (validators == null)
            {
                _validators = Enumerable.Empty<IExtensionGrantValidator>();
            }
            else
            {
                _validators = validators;
            }

            _logger = logger;
        }

        /// <summary>
        /// Gets the available grant types.
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public IEnumerable<string> GetAvailableGrantTypes()
        {
            return _validators.Select(v => v.GrantType);
        }

        /// <summary>
        /// Validates the request.
        /// </summary>
        /// <param name="request">The request.</param>
        /// <returns></returns>
        public async Task<GrantValidationResult> ValidateAsync(ValidatedTokenRequest request)
        {
            var validator = _validators.FirstOrDefault(v => v.GrantType.Equals(request.GrantType, StringComparison.Ordinal));

            if (validator == null)
            {
                _logger.LogError("No validator found for grant type");
                return new GrantValidationResult(TokenRequestErrors.UnsupportedGrantType);
            }

            try
            {
                _logger.LogTrace("Calling into custom grant validator: {type}", validator.GetType().FullName);

                var context = new ExtensionGrantValidationContext
                {
                    Request = request
                };
            
                await validator.ValidateAsync(context);
                return context.Result;
            }
            catch (Exception e)
            {
                _logger.LogError(1, e, "Grant validation error: {message}", e.Message);
                return new GrantValidationResult(TokenRequestErrors.InvalidGrant);
            }
        }
    }
}

从上面代码可以发现，自定义授权方式，只需要实现IExtensionGrantValidator接口即可，然后支持多个自定义授权方式的共同使用。

到此整个验证过程解析完毕了，然后再查看下生成Token流程，实现方法为TokenResponseGenerator，这个方法并不陌生，前几篇介绍不同的授权方式都介绍了，所以直接看实现代码。

public virtual async Task<TokenResponse> ProcessAsync(TokenRequestValidationResult request)
{
    switch (request.ValidatedRequest.GrantType)
    {
        case OidcConstants.GrantTypes.ClientCredentials:
            return await ProcessClientCredentialsRequestAsync(request);
        case OidcConstants.GrantTypes.Password:
            return await ProcessPasswordRequestAsync(request);
        case OidcConstants.GrantTypes.AuthorizationCode:
            return await ProcessAuthorizationCodeRequestAsync(request);
        case OidcConstants.GrantTypes.RefreshToken:
            return await ProcessRefreshTokenRequestAsync(request);
        default://自定义授权生成Token的方式
            return await ProcessExtensionGrantRequestAsync(request);
    }
}

protected virtual Task<TokenResponse> ProcessExtensionGrantRequestAsync(TokenRequestValidationResult request)
{
    Logger.LogTrace("Creating response for extension grant request");
    return ProcessTokenRequestAsync(request);
}

实现的代码方式和客户端模式及密码模式一样，这里就不多介绍了。

最后我们查看下是如何注入IExtensionGrantValidator，是否对外提供接入方式，发现IdentityServer4提供了AddExtensionGrantValidator扩展方法，我们自己实现自定义授权后添加即可，详细实现代码如下。

public static IIdentityServerBuilder AddExtensionGrantValidator<T>(this IIdentityServerBuilder builder)
            where T : class, IExtensionGrantValidator
        {
            builder.Services.AddTransient<IExtensionGrantValidator, T>();
            return builder;
        }

二、自定义授权实现

现在开始开发第一个自定义授权方式，GrantType定义为CzarCustomUser，然后实现IExtensionGrantValidator接口，为了演示方便，我新建一个测试用户表，用来模拟老系统的登录方式。

Create Table CzarCustomUser
(
    iid int identity,
    username varchar(50),
    usertruename varchar(50),
    userpwd varchar(100)
)
--插入测试用户密码信息，测试数据密码不加密
insert into CzarCustomUser values('jinyancao','金焰的世界','777777')

然后把实现验证的方法,由于代码太简单，我就直接贴代码如下。

namespace Czar.AuthPlatform.Web.Application.IRepository
{
    public interface ICzarCustomUserRepository
    {
        /// <summary>
        /// 根据账号密码获取用户实体
        /// </summary>
        /// <param name="uaccount">账号</param>
        /// <param name="upassword">密码</param>
        /// <returns></returns>
        CzarCustomUser FindUserByuAccount(string uaccount, string upassword);
    }
}

namespace Czar.AuthPlatform.Web.Application.Repository
{
    public class CzarCustomUserRepository : ICzarCustomUserRepository
    {
        private readonly string DbConn = "";
        public CzarCustomUserRepository(IOptions<CzarConfig> czarConfig)
        {
            DbConn = czarConfig.Value.DbConnectionStrings;
        }

        /// <summary>
        /// 根据账号密码获取用户实体
        /// </summary>
        /// <param name="uaccount">账号</param>
        /// <param name="upassword">密码</param>
        /// <returns></returns>
        public CzarCustomUser FindUserByuAccount(string uaccount, string upassword)
        {
            using (var connection = new SqlConnection(DbConn))
            {
                string sql = @"SELECT * from CzarCustomUser where username=@uaccount and userpwd=upassword ";
                var result = connection.QueryFirstOrDefault<CzarCustomUser>(sql, new { uaccount, upassword });
                return result;
            }
        }
    }
}

namespace Czar.AuthPlatform.Web.Application.IServices
{
    public interface ICzarCustomUserServices
    {
        /// <summary>
        /// 根据账号密码获取用户实体
        /// </summary>
        /// <param name="uaccount">账号</param>
        /// <param name="upassword">密码</param>
        /// <returns></returns>
        CzarCustomUser FindUserByuAccount(string uaccount, string upassword);
    }
}

namespace Czar.AuthPlatform.Web.Application.Services
{
    public class CzarCustomUserServices: ICzarCustomUserServices
    {
        private readonly ICzarCustomUserRepository czarCustomUserRepository;
        public CzarCustomUserServices(ICzarCustomUserRepository czarCustomUserRepository)
        {
            this.czarCustomUserRepository = czarCustomUserRepository;
        }

        /// <summary>
        /// 根据账号密码获取用户实体
        /// </summary>
        /// <param name="uaccount">账号</param>
        /// <param name="upassword">密码</param>
        /// <returns></returns>
        public CzarCustomUser FindUserByuAccount(string uaccount, string upassword)
        {
            return czarCustomUserRepository.FindUserByuAccount(uaccount, upassword);
        }
    }
}

现在可以定义自定义的授权类型了，我起名为CzarCustomUserGrantValidator，实现代码如下。

using Czar.AuthPlatform.Web.Application.IServices;
using IdentityServer4.Models;
using IdentityServer4.Validation;
using System.Threading.Tasks;

namespace Czar.AuthPlatform.Web.Application.Ids4
{
    /// <summary>
    /// 金焰的世界
    /// 2019-01-28
    /// 自定义用户授权
    /// </summary>
    public class CzarCustomUserGrantValidator : IExtensionGrantValidator
    {
        public string GrantType => "CzarCustomUser";

        private readonly ICzarCustomUserServices czarCustomUserServices;

        public CzarCustomUserGrantValidator(ICzarCustomUserServices czarCustomUserServices)
        {
            this.czarCustomUserServices = czarCustomUserServices;
        }

        public Task ValidateAsync(ExtensionGrantValidationContext context)
        {
            var userName = context.Request.Raw.Get("czar_name");
            var userPassword = context.Request.Raw.Get("czar_password");

            if (string.IsNullOrEmpty(userName) || string.IsNullOrEmpty(userPassword))
            {
                context.Result = new GrantValidationResult(TokenRequestErrors.InvalidGrant);
            }
            //校验登录
            var result = czarCustomUserServices.FindUserByuAccount(userName, userPassword);
            if (result==null)
            {
                context.Result = new GrantValidationResult(TokenRequestErrors.InvalidGrant);
            }
            //添加指定的claims
            context.Result = new GrantValidationResult(
                         subject: result.iid.ToString(),
                         authenticationMethod: GrantType,
                         claims: result.Claims);
            return Task.CompletedTask;
        }
    }
}

这就实现了自定义授权的功能，是不是很简单呢？然后添加此扩展方法。

services.AddIdentityServer(option =>
            {
                option.PublicOrigin = Configuration["CzarConfig:PublicOrigin"];
            })
                .AddDeveloperSigningCredential()
                .AddDapperStore(option =>
                {
                    option.DbConnectionStrings = Configuration["CzarConfig:DbConnectionStrings"];
                })
                .AddResourceOwnerValidator<CzarResourceOwnerPasswordValidator>()
                .AddProfileService<CzarProfileService>()
                .AddSecretValidator<JwtSecretValidator>()
                //添加自定义授权
                .AddExtensionGrantValidator<CzarCustomUserGrantValidator>()；

现在是不是就可以使用自定义授权的方式了呢？打开PostMan测试，按照源码解析和设计参数，测试信息如下，发现报错，原来是还未配置好客户端访问权限，开启权限测试如下。

三、客户端权限配置

在使用IdentityServer4时我们一定要理解整个验证流程。根据这次配置，我再梳理下流程如下：

• 1、校验客户端client_id和Client_Secret。
• 2、校验客户端是否有当前的授权方式。
• 3、校验是否有请求scope权限。
• 4、如果非客户端验证，校验账号密码或自定义规则是否正确。
• 5、非客户端验证，校验授权信息是否有效。

通过此流程会发现我们缺少授权方式配置，所以请求时提示上面的提示，既然知道原因了，那就很简单的来实现，添加客户端自定义授权模式。此信息是在ClientGrantTypes表中，字段为客户端ID和授权方式。我测试的客户端ID为21，授权方式为CzarCustomUser，那直接使用SQL语句插入关系，然后再测试。

INSERT INTO ClientGrantTypes VALUES(21,'CzarCustomUser');

发现可以获取到预期结果，然后查看access_token是什么内容，显示如下。

显示的信息和我们定义的信息相同，而且可以通过amr来区分授权类型，不同的业务系统使用不同的认证方式，然后统一集成到认证平台即可。

四、总结与思考

本篇我介绍了自定义授权方式，从源码解析到最后的实现详细讲解了实现原理，并使用测试的用户来实现自定义的认证流程，本篇涉及的知识点不多，但是非常重要，因为我们在使用统一身份认证时经常会遇到多种认证方式的结合，和多套不同应用用户的使用，在掌握了授权原理后，就能在不同的授权方式中切换的游刃有余。

思考下，有了这些知识后，关于短信验证码登录和扫码登录是不是有心理有底了呢？如果自己实现这类登录应该都知道从哪里下手了吧。

下篇我将介绍常用登录的短信验证码授权方式，尽情期待吧。