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ASP.NET Core高級之認證與授權(二)--JWT認證前后端完整實現(xiàn)

2年前作者：采石之人分類：Toy博客閱讀(22)違法舉報

這篇具有很好參考價值的文章主要介紹了ASP.NET Core高級之認證與授權(二)--JWT認證前后端完整實現(xiàn)。希望對大家有所幫助。如果存在錯誤或未考慮完全的地方，請大家不吝賜教，您也可以點擊"舉報違法"按鈕提交疑問。

閱讀本文你的收獲

了解JWT身份認證的流程
了解基于JWT身份認證和Session身份認證的區(qū)別
學習如何在ASP.NET Core WebAPI項目中封裝JWT認證功能

在上文ASP.NET Core高級之認證與授權(一)–JWT入門-頒發(fā)、驗證令牌中演示了JWT認證的一個入門案例，本文是一個基于JWT認證的完整的前后端實現(xiàn)代碼案例。

一、基于JWT的用戶認證

JWT身份認證的流程

在認證的時候，當用戶用他們的憑證成功登錄以后，一個JSON Web Token將會被返回。此后，token就是用戶憑證了，你必須非常小心以防止出現(xiàn)安全問題。一般而言，你保存令牌的時候不應該超過你所需要它的時間。

無論何時用戶想要訪問受保護的路由或者資源的時候，用戶代理（通常是瀏覽器）都應該帶上JWT，典型的，通常放在Authorization header中，用Bearer schema。

ASP.NET Core高級之認證與授權(二)--JWT認證前后端完整實現(xiàn),# ASP.NET Core,asp.net,后端,.net core 上圖流程說明：

用戶攜帶用戶名和密碼請求認證
服務器校驗用戶賬號密碼，成功則提供一個token給客戶端
客戶端存儲token，并且在隨后的每一次請求中都帶著它
服務器校驗token有效則返回數(shù)據(jù)，無效則返回401狀態(tài)碼；

二、基于JWT身份認證和Session身份認證的區(qū)別

基于Session的身份認證的缺點

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會話信息會占用服務器

每次用戶認證通過以后，服務器需要創(chuàng)建一條記錄保存用戶信息，通常是在內存中，隨著認證通過的用戶越來越多，服務器的在這里的開銷就會越來越大。
難以擴展

由于Session是在服務器的內存中的，這就帶來一些擴展性的問題。
跨域共享難

當我們想要擴展我們的應用，讓我們的數(shù)據(jù)被多個移動設備使用時，我們必須考慮跨資源共享（如使用Redis）問題。當使用AJAX調用從另一個域名下獲取資源時，我們可能會遇到禁止請求的問題。
安全性差

客戶端要存Cookie來保存SessionId，所以用戶很容易受到CSRF攻擊。

基于JWT令牌的身份認證的優(yōu)缺點

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優(yōu)點：

簡單輕巧

JWT生成的token字符串是輕量級，json風格，比較簡單。
減輕服務器壓力

它是無狀態(tài)的，JWT方式將用戶狀態(tài)分散到了客戶端中，服務器或者Session中不會存儲任何用戶信息。明顯減輕服務端的內存壓力。
容易做分布式

沒有會話信息意味著應用程序可以根據(jù)需要擴展和添加更多的機器，而不必擔心用戶登錄的位置；

缺點：

JWT token一旦簽發(fā)，無法修改
無法更新token有效期，用戶登錄狀態(tài)刷新較難實現(xiàn)
無法銷毀一個token，服務端不能對用戶狀態(tài)進行絕對控制
不包含權限控制

三、JWT前后端完整實現(xiàn)關鍵代碼

開發(fā)環(huán)境：

操作系統(tǒng)： Windows 10 專業(yè)版
平臺版本是：.NET 6
開發(fā)框架：ASP.NET Core WebApi、Vue2+ElementUI
開發(fā)工具：Visual Studio 2022

1. JWT的選項配置

在appsetting.json文件中，配置JWT選項參數(shù)，這樣做的好處是，使用者在發(fā)布后任然可以修改JWT的參數(shù)，如過期時間，密鑰等。

  "JWTTokenOption": {
    "Issuer": "WLW",                        //Token發(fā)布者
    "Audience": "EveryTestOne",             //Token接受者
    "IssuerSigningKey": "WLW!@#%^99825949", //秘鑰可以構建服務器認可的token；簽名秘鑰長度最少16
    "AccessTokenExpiresMinutes": "30"       //過期時間30分鐘
  }

為了在ASP.NET Core WebAPI項目中讀出JWT選項參數(shù)，首先定義一個用于保存JWT選項的模型類：

/// <summary>
/// 用來保存jwt的配置信息
/// </summary>
public class JwtTokenOption
{
    /// <summary>
    /// Token發(fā)布者
    /// </summary>
    public string Issuer { get; set; }
    /// <summary>
    /// oken接受者
    /// </summary>
    public string Audience { get; set; }
    /// <summary>
    /// 秘鑰
    /// </summary>
    public string IssuerSigningKey { get; set; }
    /// <summary>
    /// 過期時間
    /// </summary>
    public int AccessTokenExpiresMinutes { get; set; }
}

在Program.cs中通過以下方式，讀取JWT配置選項：

//獲取jwt配置項
var jwtTokenConfig = builder.Configuration.GetSection("JWTTokenOption").Get<JwtTokenOption>();
builder.Services.AddSingleton(jwtTokenConfig); //注冊單例服務，以便后續(xù)調用

2. 配置Jwt身份認證方式

在Program.cs中進行服務注冊，配置身份驗證的模式為JwtBearer。

安裝Microsoft.AspNetCore.Authentication.JwtBearer這個nuget包


//配置JwtBearer身份認證服務
builder.Services.AddAuthentication(opts=>
{
    opts.DefaultAuthenticateScheme = JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme; //認證模式
    opts.DefaultChallengeScheme = JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme;    //質詢模式
})
.AddJwtBearer(   //對JwtBearer進行配置
    x =>
    {
        x.RequireHttpsMetadata = true; //設置元數(shù)據(jù)地址或權限是否需要HTTP
        x.SaveToken = true;
        //Token驗證參數(shù)
        x.TokenValidationParameters = new TokenValidationParameters()
        {
            ValidateIssuer = true,  //是否驗證Issuer
            ValidIssuer = jwtTokenConfig.Issuer,
            ValidateIssuerSigningKey = true,
            IssuerSigningKey = new SymmetricSecurityKey(Encoding.UTF8.GetBytes(jwtTokenConfig.IssuerSigningKey)),
            ValidateAudience = true,
            ValidAudience = jwtTokenConfig.Audience,
            ValidateLifetime = true,
            ClockSkew = TimeSpan.FromMinutes(1)  //對token過期時間驗證的允許時間
        };
        //如果jwt過期，在返回的header中加入Token-Expired字段為true，前端在獲取返回header時判斷
        x.Events = new JwtBearerEvents()
        {
            OnAuthenticationFailed = context =>
            {
                if (context.Exception.GetType() == typeof(SecurityTokenExpiredException))
                {
                    context.Response.Headers.Add("Token-Expired", "true");
                }
                return Task.CompletedTask;
            }
        };
    }
);

3. 編寫生成JWT令牌的幫助類

首先，定義相關的一些模型類，如下：

/// <summary>
/// 存放Token 跟過期時間的模型類
/// </summary>
public class TnToken
{
    /// <summary>
    /// token字符串
    /// </summary>
    public string TokenStr { get; set; }
    /// <summary>
    /// token過期時間
    /// </summary>
    public DateTime Expires { get; set; }
}

/// <summary>
/// 返回信息模型類
/// </summary>
public class ResponseModel
{
    /// <summary>
    /// 返回碼
    /// </summary>
    public int Code { get; set; }
    /// <summary>
    /// 消息
    /// </summary>
    public string Msg { get; set; }
    /// <summary>
    /// 數(shù)據(jù)
    /// </summary>
    public object Data { get; set; }
    /// <summary>
    /// Token信息
    /// </summary>
    public TnToken TokenInfo { get; set; }
}

/// <summary>
/// token工具類的接口，方便使用依賴注入，很簡單提供兩個常用的方法
/// </summary>
public interface ITokenHelper
{
    /// <summary>
    /// 根據(jù)一個對象通過反射提供負載，生成token  
    /// </summary>
    /// <typeparam name="T"></typeparam>
    /// <param name="user"></param>
    /// <returns></returns>
    TnToken CreateToken<T>(T entity) where T : class;

    /// <summary>
    /// 根據(jù)鍵值對提供負載，生成token
    /// </summary>
    /// <param name="keyValuePairs"></param>
    /// <returns></returns>
    TnToken CreateToken(Dictionary<string, string> keyValuePairs);

}

以上接口的實現(xiàn)類如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Security.Claims;
using System.Threading.Tasks;
using System.IdentityModel.Tokens.Jwt;
using Microsoft.IdentityModel.Tokens;
using System.Text;
using Newtonsoft.Json;
using System.Security.Cryptography;

/// <summary>
/// Token幫助類
/// </summary>
public class TokenHelper : ITokenHelper
{
    //依賴注入配置項
    //private readonly IOptions<JwtTokenOption> _options;
    private readonly JwtTokenOption _options;
    /// <summary>
    /// 構造方法
    /// </summary>
    /// <param name="options"></param>
    public TokenHelper(JwtTokenOption options)
    {
        _options = options;
    }

    /// <summary>
    /// 根據(jù)一個對象通過反射提供負載，生成token  
    /// </summary>
    /// <typeparam name="T"></typeparam>
    /// <param name="user"></param>
    /// <returns></returns>
    public TnToken CreateToken<T>(T entity) where T : class
    {
        //定義聲明的集合
        List<Claim> claims = new List<Claim>();

        //用反射把數(shù)據(jù)提供給它
        foreach (var item in entity.GetType().GetProperties())
        {
            object obj = item.GetValue(entity);
            string value = "";
            if(obj != null)
            {
                value = obj.ToString();
            }

            claims.Add(new Claim(item.Name, value));
        }

        //根據(jù)聲明 生成token字符串
        return CreateTokenString(claims);
    }

    /// <summary>
    /// 根據(jù)鍵值對提供負載，生成token
    /// </summary>
    /// <param name="keyValuePairs"></param>
    /// <returns></returns>
    public TnToken CreateToken(Dictionary<string, string> keyValuePairs)
    {
        //定義聲明的集合
        List<Claim> claims = new List<Claim>();

        foreach (var item in keyValuePairs)
        {
            claims.Add(new Claim(item.Key, item.Value));
        }

        //根據(jù)聲明 生成token字符串
        return CreateTokenString(claims);
    }

    /// <summary>
    /// 私有方法，用于生成Token字符串
    /// </summary>
    /// <param name="claims"></param>
    /// <returns></returns>
    private TnToken CreateTokenString(List<Claim> claims)
    {
        //過期時間
        DateTime expires = DateTime.Now.AddMinutes(_options.AccessTokenExpiresMinutes);

        var token = new JwtSecurityToken(
            issuer: _options.Issuer,
            audience: _options.Audience,
            claims: claims,           //攜帶的荷載
            notBefore: DateTime.Now,  //token生成時間
            expires: expires,         //token過期時間
            signingCredentials: new SigningCredentials(
                new SymmetricSecurityKey(Encoding.UTF8.GetBytes(_options.IssuerSigningKey)), SecurityAlgorithms.HmacSha256
                )
            );

        return new TnToken
        {
            Expires = expires,
            TokenStr = new JwtSecurityTokenHandler().WriteToken(token)
        };
    }
}

4. 在用戶登錄方法中，簽發(fā)Token

//定義實例tokenHelper實例
private readonly ITokenHelper _tokenHelper;
//構造函數(shù)注入ITokenHelper實例 略

/// <summary>
/// 登錄功能
/// </summary>
/// <param name="user"></param>
/// <returns></returns>
[HttpPost]
public IActionResult Login(UserLoginDto user) //（1） 后端登錄：賬號密碼的驗證
{
    //對輸入?yún)?shù)user進行驗證，略
 	
    //定義一個響應信息的對象
    ResponseModel res = new ResponseModel();
    
    //檢查用戶是否存在(MD5對密碼進行加密）
    var userInfo = _userService.CheckUserAndPwd(user.LoginName, user.Pwd);
    if (userInfo != null)
    {
        Dictionary<string, string> keyValuePairs = new Dictionary<string, string>
            {
                { "LoginName", user.LoginName },
                { "SuperAdmin", "true"} //假定用戶屬于SuperAdmin角色
            };
        res.Code = 200;
        res.Msg = "登錄成功";
        
        //（2） 后端：幫助類來生成JWT字符串，JWT字符串返回給瀏覽器
        res.TokenInfo = _tokenHelper.CreateToken(keyValuePairs);
        return Ok(res);
    }
    else
    {
        res.Code = 401;
        res.Msg = "用戶名或密碼不正確";
        return Unauthorized(res);  //401的錯誤碼
    }
}

5. 給API接口加身份授權鎖

在Api控制器或者方法上，加[Authorize]特性，需要引用命名空間：

using Microsoft.AspNetCore.Authorization；

[Authorize]加在控制器上，則該控制器下所有API方法需要身份授權后才能訪問；
[Authorize]加在方法上，則僅該方法需要身份授權后才能訪問。

另外，有一個[AllowAnonymous]特性，加在Api控制器或者方法上，允許匿名訪問該Api或者控制器下所有Api方法。

Api資源被鎖保護起來之后，如果沒有登錄直接訪問，則會報401的錯誤。在Swagger中測試截圖如下：
ASP.NET Core高級之認證與授權(二)--JWT認證前后端完整實現(xiàn),# ASP.NET Core,asp.net,后端,.net core

6. Swagger中進行Token的測試

（1）在Program.cs的配置Swagger服務：

builder.Services.AddSwaggerGen(c =>{
	var basePath = AppContext.BaseDirectory;  //獲取應用程序的所在目錄
    //或者用下面的方式也能獲取
    var basePath2 =Path.GetDirectoryName(typeof(Program).Assembly.Location);
    
	var xmlPath = System.IO.Path.Combine(basePath, "XfTech.Demo.xml"); //拼接XML文件所在路徑
    
	//讓Swagger顯示方法、類的XML注釋信息
	c.IncludeXmlComments(xmlPath, true);
	//設置Swagger文檔參數(shù)
	c.SwaggerDoc("v1", new OpenApiInfo
	{
		Title = "XfTech.Demo",
		Version = "v1",
		Description = "Asp.Net Core6 WebApi開發(fā)實戰(zhàn)",  //描述信息
		Contact = new OpenApiContact()                //開發(fā)者信息
		{
			Name = "物聯(lián)網(wǎng)大聯(lián)盟",               //開發(fā)者姓名
			Email = "99825949@qq.com",    //email地址
			Url = new Uri("https://blog.csdn.net/ousetuhou?type=blog") //作者的主頁網(wǎng)站
		}
	});
	//開啟Authorize權限按鈕
	c.AddSecurityDefinition("JWTBearer", new OpenApiSecurityScheme()
	{
		Description = "這是方式一(直接在輸入框中輸入認證信息，不需要在開頭添加Bearer) ",
		Name = "Authorization",        //jwt默認的參數(shù)名稱
		In = ParameterLocation.Header,  //jwt默認存放Authorization信息的位置(請求頭中)
		Type = SecuritySchemeType.Http,
		Scheme = "Bearer"
	});
	//定義JwtBearer認證方式二
	//options.AddSecurityDefinition("JwtBearer", new OpenApiSecurityScheme()
	//{
	//    Description = "這是方式二(JWT授權(數(shù)據(jù)將在請求頭中進行傳輸) 直接在下框中輸入Bearer {token}（注意兩者之間是一個空格）)",
	//    Name = "Authorization",//jwt默認的參數(shù)名稱
	//    In = ParameterLocation.Header,//jwt默認存放Authorization信息的位置(請求頭中)
	//    Type = SecuritySchemeType.ApiKey
	//});
	//聲明一個Scheme，注意下面的Id要和上面AddSecurityDefinition中的參數(shù)name一致
	var scheme = new OpenApiSecurityScheme
	{
		Reference = new OpenApiReference()
		{
			Id = "JWTBearer",  //這個名字與上面的一樣
			Type = ReferenceType.SecurityScheme
		}
	};
	//注冊全局認證（所有的接口都可以使用認證）
	c.AddSecurityRequirement(new OpenApiSecurityRequirement
	{
		{ scheme, Array.Empty<string>() }
	});
});
#endregion

（2）測試登錄接口，輸入正確的賬號和密碼，接口返回JWT令牌
ASP.NET Core高級之認證與授權(二)--JWT認證前后端完整實現(xiàn),# ASP.NET Core,asp.net,后端,.net core （3）點擊“Authorize”按鈕，在對話框中輸入上一步獲取到的令牌
（4）輸入令牌后關閉對話框，右邊的小鎖為鎖住的狀態(tài)。接下來調用業(yè)務模塊的Api會自動講JWT令牌攜帶上。
ASP.NET Core高級之認證與授權(二)--JWT認證前后端完整實現(xiàn),# ASP.NET Core,asp.net,后端,.net core

四、Vue前臺使用JWT認證進行安全防護

登錄頁面的布局略。以下只演示如何獲取并緩存JWT令牌，以及在每個請求的時候攜帶上JWT令牌。

1. 登錄成功后，用sessionStorage保存JWT令牌

this.$http({
	url:"/api/Account/Login",
	method:"post",
	data:this.loginForm,
}).then((res)=>{
	if(res.data.code>0){
	   this.$message(res.data.msg);
	   sessionStorage.setItem('jwtToken',res.data.tokenInfo.access_token) //保存到瀏覽器緩存
	   this.$router.push('home') //跳轉到首頁
	}
})

2. 發(fā)送請求前，用axios攔截器添加以下請求頭

Authorization: Bearer jwt令牌字符串

// 在main.js中 添加請求攔截器
axios.interceptors.request.use(function (config) {
  // 在發(fā)送請求之前做些什么
  var tkn = sessionStorage.getItem("jwtToken");
  if(tkn!="")
    config.headers.Authorization = 'Bearer ' + tkn
  return config;
}, function (error) {
  // 對請求錯誤做些什么
  return Promise.reject(error);
});

本次對這個JWT認證進行了一個完整的封裝演示。如果本文對你有幫助的話，請點贊+評論+關注，或者轉發(fā)給需要的朋友。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-789289.html

到了這里，關于ASP.NET Core高級之認證與授權(二)--JWT認證前后端完整實現(xiàn)的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！

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