循序渐进学.Net Core Web Api开发系列【15】：应用安全

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循序渐进学.Net Core Web Api开发系列目录

 本系列涉及到的源码下载地址：https://github.com/seabluescn/Blog_WebApi

一、概述

本篇介绍Web系统的应用安全，主要涉及用户的身份认证和访问权限问题。

大部分web应用习惯采用Session来保存用户认证信息，对于WebApi而言，调用者不一定是Web浏览器，可能是Android、iOS客户端，可能是微信小程序，也可能是客户端程序等等，这些客户端模拟构造cookie、存储或传递sessionid都不是太方便，这种情况下，采用令牌（tockenid）的方式进行授权管理就显得比较方便，唯一不方便的就是每次调用都要传递tockenid。

基本流程如下：

1、调用登陆接口，通过正确的用户名和密码活动TockenID；

2、通过TockenID调用其他业务接口。

二、基本使用

1、处理用户登陆的Controller

        [HttpPost("login")]
        public ResultObject Login(string loginname,string password)
        {
            try
            {
                User user = _context.Users
                    .AsNoTracking()
                    .Where(a => a.LoginName == loginname && a.Password == password)
                    .Single();

                String tockenid = Tocken.GetTockenID();

                _cache.Set(tockenid, user, new MemoryCacheEntryOptions().SetSlidingExpiration(TimeSpan.FromSeconds(20)));

                return new ResultObject
                {
                    state = ResultState.Success,
                    result = tockenid
                };
            }
            catch(InvalidOperationException ex)
            {
                return new ResultObject
                {
                    state = ResultState.Exception,
                    ExceptionString = "未找到匹配的数据"
                };
            }           
        }

首先在数据库寻找匹配的用户信息，如果验证成功就以TockenID为主键把用户信息存入缓存，并设置过期时间（示例代码中过期时间为20秒），然后返回TockenID。

2、在业务Controller中根据传入TockenID的进行用户认证。

[HttpGet]
        public ResultObject GetAllArticles(string tockenid)
        {
            User user = null;
           if(!_cache.TryGetValue(tockenid,out user))
            {
                return new ResultObject
                {
                    state = ResultState.Fail,
                    ExceptionString = "请登陆"
                };
            }

            List<Article> articles = _context.Articles
                    .AsNoTracking()
                    .ToList<Article>();

            return new ResultObject
            {
                state = ResultState.Success,
                result = articles
            };
        }

三、采用中间件进行用户认证

因为每个业务Controller都需要进行认证，所以按上述方法就比较麻烦了，我们做个中间件来进行统一身份验证

namespace SaleService.System.Middleware
{
    public class UserAuthenticationMiddleware
    {
        private readonly RequestDelegate _next;
        private readonly ILogger _logger;
        private readonly IMemoryCache _cache;

        public UserAuthenticationMiddleware(RequestDelegate next, ILogger<UserAuthenticationMiddleware> logger, IMemoryCache memoryCache)
        {
            _next = next;
            _logger = logger;
            _cache = memoryCache;
        }

        public async Task Invoke(HttpContext context)
        { 
            //如果是登陆接口就不需要验证Tocken
            if (context.Request.Path.ToString().ToLower().StartsWith("/api/user/login"))
            {
                await _next(context);
                return;
            }

            if (context.Request.Path.ToString().ToLower().StartsWith("/api/"))
            {
                string tockenid = context.Request.Query["tockenid"];

                if (tockenid == null)
                {  
                    var result = new ResultObject
                    {
                        state = ResultState.Exception,
                        ExceptionString = "Need tockenid"
                    };

                    context.Response.ContentType = "application/json; charset=utf-8";
                    context.Response.WriteAsync(JsonConvert.SerializeObject(result));
                    return;
                }               

                User user = null;
                if (!_cache.TryGetValue(tockenid, out user))
                {    
                    context.Response.StatusCode = 401;
                    context.Response.ContentType = "application/json; charset=utf-8";
                    context.Response.WriteAsync("Invalidate tockenid(用户认证失败)");
                    return;
                }
            }
            await _next(context);
        }
    }

    public static class UserAuthenticationMiddlewareExtensions
    {
        public static IApplicationBuilder UseUserAuthentication(this IApplicationBuilder builder)
        {
            return builder.UseMiddleware<UserAuthenticationMiddleware>();
        }
    }
}

该中间件直接截取Request中的tockid进行验证，如果验证不通过就直接返回“短路”其他中间件，所以在使用时需要放在MVC中间件前面。

public class Startup
    {
        // This method gets called by the runtime. Use this method to configure the HTTP request pipeline.
        public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env, ILoggerFactory loggerFactory)
        {    
            app.UseCors(builder => builder.AllowAnyOrigin().AllowAnyMethod().AllowAnyHeader().AllowCredentials());       
            app.UseStaticFiles();
            app.UseUserAuthentication();//要放在UseMvc前面  
            app.UseMvcWithDefaultRoute(); 
         }
     }

 此时业务Controller就比较简单干净了，专心做业务就可以了

      [HttpGet]
        public ResultObject GetAllArticles(string tockenid)
        {    
            List<Article> articles = _context.Articles
                    .AsNoTracking()
                    .ToList<Article>();          

            return new ResultObject
            {
                state = ResultState.Success,
                result = articles
            };
        }      

此时，如果需要，仍可以通过tockenid获取用户信息。

四、关于访问的权限

此时用户需要登陆才能访问受限业务Api，但对用户权限并没有约束，实际应用时需要建立角色，通过用户于角色对应关系和角色与资源的对应关系，确认用户可以访问的资源列表。

五、几点需要优化的地方

这里描述了通过TockenID进行用户认证的基本思路，实际应用时还有很多需要改善的地方：

1、对于一些公开应用是不需要验证的，如果在中间件中通过if来判断路径就显得比较丑陋，是否可以通过给这些Controller加上相关的特性来进行标识？

2、如何方便地判断用户与资源的对应关系？

3、Controller中通过tockenid获取用户信息的方法能否封装一下？

这些问题暂时还没有考虑充分，以后有机会完善一下。