.NET CORE 3.1 集成JWT鉴权和授权2

news2025/1/18 10:07:00

JWT：全称是JSON Web Token是目前最流行的跨域身份验证、分布式登录、单点登录等解决方案。

 通俗地来讲，JWT是能代表用户身份的令牌，可以使用JWT令牌在api接口中校验用户的身份以确认用户是否有访问api的权限。

授权：这是使用JWT的最常见方案。一旦用户登录，每个后续请求将包括JWT，允许用户访问该令牌允许的路由，服务和资源。

在身份验证中，当用户使用其凭据成功登录时，将返回JSON Web令牌。由于令牌是凭证，因此必须非常小心以防止出现安全问题。一般情况下，您不应该将令牌保留的时间超过要求。

每当用户想要访问受保护的路由或资源时，用户代理应该使用承载模式发送JWT，通常在Authorization标头中，标题的内容应如下所示：

Authorization: Bearer <token>

1、应用程序向授权服务器请求授权；

2、校验用户身份，校验成功，返回token；

3、应用程序使用访问令牌访问受保护的资源。

 JWT的实现方式是将用户信息存储在客户端，服务端不进行保存。每次请求都把令牌带上以校验用户登录状态，这样服务就变成了无状态的，服务器集群也很好扩展。

更多理论知识可以查看官网，或者查看相关网友的文章，如下推荐文章：

  • asp.net core 集成JWT（一）：https://www.cnblogs.com/7tiny/archive/2019/06/13/11012035.html
  • 五分钟带你了解啥是JWT：https://zhuanlan.zhihu.com/p/86937325
  • C#分布式登录——jwt：https://www.cnblogs.com/yswenli/p/13510050.html

在nuget里面引用jwt集成的程序包，这里需要注意的是，如果你用的是.NET Core 3.1的框架的话，程序包版本选择3.1.7

Microsoft.AspNetCore.Authentication.JwtBearer

添加数据访问模拟api，新建控制器ValuesController

其中api/value1是可以直接访问的，api/value2添加了权限校验特性标签 [Authorize]

using Microsoft.AspNetCore.Authentication;
using Microsoft.AspNetCore.Authorization;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Security.Claims;
using System.Threading.Tasks;

namespace jwtWebAPI.Controllers
{
    [ApiController]
    public class ValuesController : ControllerBase
    {
        [HttpGet]
        [Route("api/values1")]
        public ActionResult<IEnumerable<string>> values1()
        {
            return new string[] { "value1", "value1" };
        }

        /**
         * 该接口用Authorize特性做了权限校验，如果没有通过权限校验，则http返回状态码为401
         * 调用该接口的正确姿势是：
         * 1.登陆，调用api/Auth接口获取到token
         * 2.调用该接口 api/value2 在请求的Header中添加参数 Authorization: Bearer eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJuYmYiOiIxNTYwMzM1MzM3IiwiZXhwIjoxNTYwMzM3MTM3LCJodHRwOi8vc2NoZW1hcy54bWxzb2FwLm9yZy93cy8yMDA1LzA1L2lkZW50aXR5L2NsYWltcy9uYW1lIjoiemhhbmdzYW4iLCJpc3MiOiJodHRwOi8vbG9jYWxob3N0OjUwMDAiLCJhdWQiOiJodHRwOi8vbG9jYWxob3N0OjUwMDAifQ.1S-40SrA4po2l4lB_QdzON_G5ZNT4P_6U25xhTcl7hI
         * Bearer后面有空格，且后面是第一步中接口返回的token值
         * */
        [HttpGet]
        [Route("api/value2")]
        [Authorize]
        public ActionResult<IEnumerable<string>> value2()
        {
            //这是获取自定义参数的方法
            var auth = HttpContext.AuthenticateAsync().Result.Principal.Claims;
            var userName = auth.FirstOrDefault(t => t.Type.Equals(ClaimTypes.NameIdentifier))?.Value;
            return new string[] { "访问成功：这个接口登陆过的用户都可以访问", $"userName={userName}" };
        }

     
    }
}

添加模拟登陆生成Token的api，新建控制器AuthController

这里模拟一下登陆校验，只验证了用户密码不为空即通过校验，真实环境完善校验用户和密码的逻辑。

using Microsoft.AspNetCore.Authorization;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
using Microsoft.IdentityModel.Tokens;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IdentityModel.Tokens.Jwt;
using System.Linq;
using System.Security.Claims;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace jwtWebAPI.Controllers
{
    [ApiController]
    public class AuthController : Controller
    {
        /// <summary>
        /// 通过账号+密码获取Token
        /// </summary>
        /// <param name="userName"></param>
        /// <param name="pwd"></param>
        /// <returns>Token</returns>
        [AllowAnonymous]
        [HttpGet]
        [Route("api/auth")]
        public IActionResult GetToken(string userName, string pwd)
        {
            if (!string.IsNullOrEmpty(userName))
            {
                //每次登陆动态刷新
                Const.ValidAudience = userName + pwd + DateTime.Now.ToString();
                // push the user’s name into a claim, so we can identify the user later on.
                //这里可以随意加入自定义的参数，key可以自己随便起
                var claims = new[]
                {
                    new Claim(JwtRegisteredClaimNames.Nbf,$"{new DateTimeOffset(DateTime.Now).ToUnixTimeSeconds()}") ,
                    new Claim (JwtRegisteredClaimNames.Exp,$"{new DateTimeOffset(DateTime.Now.AddMinutes(3)).ToUnixTimeSeconds()}"),
                    new Claim(ClaimTypes.NameIdentifier, userName)
                };
                //sign the token using a secret key.This secret will be shared between your API and anything that needs to check that the token is legit.
                var key = new SymmetricSecurityKey(Encoding.UTF8.GetBytes(Const.SecurityKey));
                var creds = new SigningCredentials(key, SecurityAlgorithms.HmacSha256);
                //.NET Core’s JwtSecurityToken class takes on the heavy lifting and actually creates the token.
                var token = new JwtSecurityToken(
                    //颁发者
                    issuer: Const.Domain,
                    //接收者
                    audience: Const.ValidAudience,
                    //过期时间（可自行设定，注意和上面的claims内部Exp参数保持一致）
                    expires: DateTime.Now.AddMinutes(3),
                    //签名证书
                    signingCredentials: creds,
                    //自定义参数
                    claims: claims
                    );

                return Ok(new
                {
                    token = new JwtSecurityTokenHandler().WriteToken(token)
                });
            }
            else
            {
                return BadRequest(new { message = "username or password is incorrect." });
            }
        }
    }
}

Startup添加JWT验证的相关配置

using Microsoft.AspNetCore.Authentication.JwtBearer;
using Microsoft.AspNetCore.Builder;
using Microsoft.AspNetCore.Hosting;
using Microsoft.AspNetCore.HttpsPolicy;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
using Microsoft.Extensions.Configuration;
using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
using Microsoft.Extensions.Hosting;
using Microsoft.Extensions.Logging;
using Microsoft.IdentityModel.Tokens;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace jwtWebAPI
{
    public class Startup
    {
        public Startup(IConfiguration configuration)
        {
            Configuration = configuration;
        }

        public IConfiguration Configuration { get; }

        // This method gets called by the runtime. Use this method to add services to the container.
        public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
        {
            //添加jwt验证：
            services.AddAuthentication(JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme)
                .AddJwtBearer(options => {
                    options.TokenValidationParameters = new TokenValidationParameters
                    {
                        ValidateLifetime = true,//是否验证失效时间
                        ClockSkew = TimeSpan.FromSeconds(30),  //时间偏移量（允许误差时间）
                        ValidateAudience = true,//是否验证Audience（验证之前的token是否失效）
                        //ValidAudience = Const.GetValidudience(),//Audience
                        //这里采用动态验证的方式，在重新登陆时，刷新token，旧token就强制失效了
                        AudienceValidator = (m, n, z) =>
                        {
                            return m != null && m.FirstOrDefault().Equals(Const.ValidAudience);
                        },
                        ValidateIssuer = true,//是否验证Issuer（颁发者）
                        ValidAudience = Const.Domain,//Audience    【Const是新建的一个常量类】  接收者 
                        ValidIssuer = Const.Domain,//Issuer，这两项和前面签发jwt的设置一致      颁发者
                        ValidateIssuerSigningKey = true,//是否验证SecurityKey
                        IssuerSigningKey = new SymmetricSecurityKey(Encoding.UTF8.GetBytes(Const.SecurityKey))//拿到秘钥SecurityKey
                    };
                    options.Events = new JwtBearerEvents
                    {
                        OnAuthenticationFailed = context =>
                        {
                            //Token expired
                            if (context.Exception.GetType() == typeof(SecurityTokenExpiredException))
                            {
                                context.Response.Headers.Add("Token-Expired", "true");
                            }
                            return Task.CompletedTask;
                        }
                    };
                });

            services.AddControllers();
        }

        // This method gets called by the runtime. Use this method to configure the HTTP request pipeline.
        public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
        { 
            //添加jwt验证
            app.UseAuthentication();

            if (env.IsDevelopment())
            {
                app.UseDeveloperExceptionPage();
            }

            app.UseHttpsRedirection();

            app.UseRouting();

            app.UseAuthorization();

            app.UseEndpoints(endpoints =>
            {
                endpoints.MapControllers();
            });
        }
    }
}

创建常量类Const

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Threading.Tasks;

namespace jwtWebAPI
{
    public class Const
    {
        /// <summary>
        /// 这里为了演示，写死一个密钥。实际生产环境可以从配置文件读取,这个是用网上工具随便生成的一个密钥（md5或者其他都可以）
        /// </summary>
        public const string SecurityKey = "48754F4C58F9EA428FE09D714E468211";

        /// <summary>
        /// 站点地址（颁发者、接受者），这里测试和当前本地运行网站相同，实际发到正式环境应为域名地址
        /// </summary>
        public const string Domain = "https://localhost:44345";

        /// <summary>
        /// 受理人，之所以弄成可变的是为了用接口动态更改这个值以模拟强制Token失效
        /// 真实业务场景可以在数据库或者redis存一个和用户id相关的值，生成token和验证token的时候获取到持久化的值去校验
        /// 如果重新登陆，则刷新这个值
        /// </summary>
        public static string ValidAudience;
    }
}

JWT登录授权测试成功

返回了状态码401，也就是未经授权:访问由于凭据无效被拒绝。 说明JWT校验生效了，我们的接口收到了保护。

调用模拟登陆授权接口：https://localhost:44345/api/auth?userName=xiongze&pwd=123456

这里的用户密码是随便写的，因为我们模拟登陆只是校验了下非空，因此写什么都能通过。

然后我们得到了一个xxx.yyy.zzz 格式的 token 值。我们把token复制出来。

在刚才401的接口（https://localhost:44345/api/values2）请求header中添加JWT的参数，把我们的token加上去

再次调用我们的模拟数据接口，但是这次我们加了一个header，KEY：Authorization     Value：Bearer Tokne的值

这里需要注意 Bearer 后面是有一个空格的，然后就是我们上一步获取到的token，

得到返回值，正确授权成功，我们是支持自定义返回参数的，上面代码里面有相关内容，比如用户名这些不敏感的信息可以带着返回。

等token设置的过期时间到了，或者重新生成了新的Token，没有及时更新，那么我们的授权也到期，401，

升级操作：接口权限隔离

上面的操作是所有登录授权成功的角色都可以进行调用所有接口，那么我们现在想要进行接口隔离限制，

也就是说，虽然授权登录了，但是我这个接口是指定权限访问的。

比如说：删除接口只能管理员角色操作，那么其他角色虽然授权登录了，但是没有权限调用删除接口。

我们在原来的操作进行改造升级看一下。

添加类

新建一个AuthManagement文件夹，添加PolicyRequirement类和PolicyHandler类，

PolicyRequirement类：

using Microsoft.AspNetCore.Authorization;
using Microsoft.AspNetCore.Http;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Threading.Tasks;

namespace jwtWebAPI.AuthManagement
{
    /// <summary>
    /// 权限承载实体
    /// </summary>
    public class PolicyRequirement : IAuthorizationRequirement
    {
        /// <summary>
        /// 用户权限集合
        /// </summary>
        public List<UserPermission> UserPermissions { get; private set; }
        /// <summary>
        /// 无权限action
        /// </summary>
        public string DeniedAction { get; set; }
        /// <summary>
        /// 构造
        /// </summary>
        public PolicyRequirement()
        {
            //没有权限则跳转到这个路由
            DeniedAction = new PathString("/api/nopermission");
            //用户有权限访问的路由配置,当然可以从数据库获取
            UserPermissions = new List<UserPermission> {
                              new UserPermission {  Url="/api/values3", UserName="admin"},
                          };
        }
    }

    /// <summary>
    /// 用户权限承载实体
    /// </summary>
    public class UserPermission
    {
        /// <summary>
        /// 用户名
        /// </summary>
        public string UserName { get; set; }
        /// <summary>
        /// 请求Url
        /// </summary>
        public string Url { get; set; }
    }
}

PolicyHandler类(注意2.x和3.x的区别)

using Microsoft.AspNetCore.Authorization;
using Microsoft.AspNetCore.Http;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Security.Claims;
using System.Threading.Tasks;

namespace jwtWebAPI.AuthManagement
{
    public class PolicyHandler : AuthorizationHandler<PolicyRequirement>
    {
        private readonly IHttpContextAccessor _httpContextAccessor;
        public PolicyHandler(IHttpContextAccessor httpContextAccessor)
        {
            _httpContextAccessor = httpContextAccessor;
        }
        protected override Task HandleRequirementAsync(AuthorizationHandlerContext context, PolicyRequirement requirement)
        {
            //赋值用户权限
            var userPermissions = requirement.UserPermissions;
            var httpContext = _httpContextAccessor.HttpContext;

            //请求Url
            var questUrl = httpContext.Request.Path.Value.ToUpperInvariant();
            //是否经过验证
            var isAuthenticated = httpContext.User.Identity.IsAuthenticated;
            if (isAuthenticated)
            {
                if (userPermissions.GroupBy(g => g.Url).Any(w => w.Key.ToUpperInvariant() == questUrl))
                {
                    //用户名
                    var userName = httpContext.User.Claims.SingleOrDefault(s => s.Type == ClaimTypes.NameIdentifier).Value;
                    if (userPermissions.Any(w => w.UserName == userName && w.Url.ToUpperInvariant() == questUrl))
                    {
                        context.Succeed(requirement);
                    }
                    else
                    {
                        无权限跳转到拒绝页面
                        //httpContext.Response.Redirect(requirement.DeniedAction);
                        return Task.CompletedTask;
                    }
                }
                else
                {
                    context.Succeed(requirement);
                }
            }
            return Task.CompletedTask;
        }
    }
}

添加指定角色

在 AuthController 控制器的GetToken授权加入自定义的参数，如下

new Claim("Role", userName)  //这里是角色，我使用登录账号admin代替

 在 AuthController 控制器里面添加无权限访问的方法

[AllowAnonymous]
[HttpGet]
[Route("api/nopermission")]
public IActionResult NoPermission()
{
     return Forbid("No Permission!");
}

修改Startup配置

在startup.cs的ConfigureServices 方法里面添加策略鉴权模式、添加JWT Scheme、注入授权Handler 

修改后的文件如下

using jwtWebAPI.AuthManagement;
using Microsoft.AspNetCore.Authentication.JwtBearer;
using Microsoft.AspNetCore.Authorization;
using Microsoft.AspNetCore.Builder;
using Microsoft.AspNetCore.Hosting;
using Microsoft.AspNetCore.Http;
using Microsoft.AspNetCore.HttpsPolicy;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
using Microsoft.Extensions.Configuration;
using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
using Microsoft.Extensions.DependencyInjection.Extensions;
using Microsoft.Extensions.Hosting;
using Microsoft.Extensions.Logging;
using Microsoft.IdentityModel.Tokens;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace jwtWebAPI
{
    public class Startup
    {
        public Startup(IConfiguration configuration)
        {
            Configuration = configuration;
        }

        public IConfiguration Configuration { get; }

        // This method gets called by the runtime. Use this method to add services to the container.
        public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
        {
            services
                //添加策略鉴权模式
                .AddAuthorization(options =>
                {
                    options.AddPolicy("Permission", policy => policy.Requirements.Add(new PolicyRequirement()));
                })
                //添加JWT Scheme
                .AddAuthentication(s =>
                {
                    s.DefaultAuthenticateScheme = JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme;
                    s.DefaultScheme = JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme;
                    s.DefaultChallengeScheme = JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme;
                })
                //添加jwt验证：
                .AddJwtBearer(options => {
                    options.TokenValidationParameters = new TokenValidationParameters
                    {
                        ValidateLifetime = true,//是否验证失效时间
                        ClockSkew = TimeSpan.FromSeconds(30),  //时间偏移量（允许误差时间）
                        ValidateAudience = true,//是否验证Audience（验证之前的token是否失效）
                        //ValidAudience = Const.GetValidudience(),//Audience
                        //这里采用动态验证的方式，在重新登陆时，刷新token，旧token就强制失效了
                        AudienceValidator = (m, n, z) =>
                        {
                            return m != null && m.FirstOrDefault().Equals(Const.ValidAudience);
                        },
                        ValidateIssuer = true,//是否验证Issuer（颁发者）
                        ValidAudience = Const.Domain,//Audience    【Const是新建的一个常量类】  接收者 
                        ValidIssuer = Const.Domain,//Issuer，这两项和前面签发jwt的设置一致      颁发者
                        ValidateIssuerSigningKey = true,//是否验证SecurityKey
                        IssuerSigningKey = new SymmetricSecurityKey(Encoding.UTF8.GetBytes(Const.SecurityKey))//拿到秘钥SecurityKey
                    };
                    options.Events = new JwtBearerEvents
                    {
                        OnAuthenticationFailed = context =>
                        {
                            //Token expired
                            if (context.Exception.GetType() == typeof(SecurityTokenExpiredException))
                            {
                                context.Response.Headers.Add("Token-Expired", "true");
                            }
                            return Task.CompletedTask;
                        }
                    };
                });

            //注入授权Handler
            services.AddSingleton<IAuthorizationHandler, PolicyHandler>();
            //注入获取HttpContext
            services.TryAddSingleton<IHttpContextAccessor, HttpContextAccessor>();
            services.AddControllers();
        }

        // This method gets called by the runtime. Use this method to configure the HTTP request pipeline.
        public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
        { 
            //添加jwt验证
            app.UseAuthentication();

            if (env.IsDevelopment())
            {
                app.UseDeveloperExceptionPage();
            }

            app.UseHttpsRedirection();

            app.UseRouting();

            app.UseAuthorization();

            app.UseEndpoints(endpoints =>
            {
                endpoints.MapControllers();
            });
            
        }
    }
}

添加api访问的方法

在 ValuesController控制器添加指定权限访问的方法，如下：

/**
        * 这个接口必须用admin
        **/
        [HttpGet]
        [Route("api/values3")]
        [Authorize("Permission")]
        public ActionResult<IEnumerable<string>> values3()
        {
            //这是获取自定义参数的方法
            var auth = HttpContext.AuthenticateAsync().Result.Principal.Claims;
            var userName = auth.FirstOrDefault(t => t.Type.Equals(ClaimTypes.NameIdentifier))?.Value;
            var role = auth.FirstOrDefault(t => t.Type.Equals("Role"))?.Value;

            return new string[] { "访问成功：这个接口有管理员权限才可以访问", $"userName={userName}", $"Role={role}" };
        }

 不同权限测试访问

我们同样的方法去模拟登录，https://localhost:44345/api/auth?userName=xiongze&pwd=123

注意，账号先不用admin登录，然后用返回的token去请求我们刚刚添加的指定权限访问的接口，这个时候是没有权限访问的，因为这个是admin权限访问。

我们同样的方法去模拟登录，https://localhost:44345/api/auth?userName=xiongze&pwd=123

注意，账号先不用admin登录，然后用返回的token去请求我们刚刚添加的指定权限访问的接口，这个时候是没有权限访问的，因为这个是admin权限访问。

我们同样的方法去模拟登录，https://localhost:44345/api/auth?userName=admin&pwd=123

访问成功。

完结。。。

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