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ASP.NET Core 标识（Identity）框架系列（三）：在

时间：2024-12-06 22:51

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作者：admin

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导读：一个在 ASP.NET Core Web API 项目中使用标识（Identity）框架进行身份验证的详细例子...

Coding-7

  1. 客户端向服务器端发送用户名、密码等请求登录。
  2. 服务器端校验用户名、密码，如果校验成功，则从数据库中取出这个用户的ID、角色等用户相关信息。
  3. 服务器端采用只有服务器端才知道的密钥来对用户信息的 JSON 字符串进行签名，形成签名数据。
  4. 服务器端把用户信息的 JSON 字符串和签名拼接到一起形成JWT，然后发送给客户端。
  5. 客户端保存服务器端返回的 JWT，并且在客户端每次向服务器端发送请求的时候都带上这个 JWT。
  6. 每次服务器端收到浏览器请求中携带的 JWT 后，服务器端用密钥对JWT的签名进行校验，如果校验成功，服务器端则从 JWT 中的 JSON 字符串中读取出用户的信息。

  1. 创建一个 Asp.Net Core WebApi 项目

  2. 引用以下 Nuget 包：

    Microsoft.AspNetCore.Authentication.JwtBearer
    Microsoft.AspNetCore.Identity.EntityFrameworkCore
    Microsoft.EntityFrameworkCore.SqlServer
    Microsoft.EntityFrameworkCore.Tools

  3. 打开 appsettings.json 文件，配置数据库连接字符串和JWT的密钥、过期时间

    {
  "Logging": {
	"LogLevel": {
	  "Default": "Information",
	  "Microsoft.AspNetCore": "Warning"
	}
  },
  "AllowedHosts": "*",
  "ConnectionStrings": {
	"Default": "Server=(localdb)\\mssqllocaldb;Database=IdentityTestDB;Trusted_Connection=True;MultipleActiveResultSets=true"
  },
  "JWT": {
	"SigningKey": "fasdfad&9045dafz222#fadpio@0232",
	"ExpireSeconds": "86400"
  }
}

  4. 创建JWT配置实体类 JWTOptions

    public class JWTOptions
{
	public string SigningKey { get; set; }
	public int ExpireSeconds { get; set; }
}

  5. 打开 Program.cs 文件，在 builder.Build 之前，编写代码对 JWT 进行配置

    // 注入 JWT 配置
services.Configure<JWTOptions>(builder.Configuration.GetSection("JWT"));

// 注入 JwtBearer 配置
services.AddAuthentication(JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme)
	.AddJwtBearer(x => { 
		var jwtOpt = builder.Configuration.GetSection("JWT").Get<JWTOptions>();
		byte[] keyBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(jwtOpt.SigningKey);
		var secKey = new SymmetricSecurityKey(keyBytes);
		x.TokenValidationParameters = new()
		{
			ValidateIssuer = false,
			ValidateAudience = false,
			ValidateLifetime = true,
			ValidateIssuerSigningKey = true,
			IssuerSigningKey = secKey
		};
	});

  6. 打开 Program.cs 文件，在 app.UseAuthorization 之前，添加身份验证中间件

    // 使用 Authentication 中间件，放在 UseAuthorization 之前
app.UseAuthentication();

  7. 创建继承 IdentityRole 的 User 和 Role 实体类

    using Microsoft.AspNetCore.Identity;

public class User: IdentityUser<long>
{
	public DateTime CreationTime { get; set; }
	public string? NickName { get; set; }
}

public class Role: IdentityRole<long>
{

}

  8. 创建继承 IdentityDbContext 的上下文类

    using Microsoft.EntityFrameworkCore;
using Microsoft.AspNetCore.Identity.EntityFrameworkCore;

public class IdDbContext: IdentityDbContext<User, Role, long>
{
	public IdDbContext(DbContextOptions<IdDbContext> options) : base(options)
	{

	}

	protected override void OnModelCreating(ModelBuilder modelBuilder)
	{
		base.OnModelCreating(modelBuilder);
		modelBuilder.ApplyConfigurationsFromAssembly(this.GetType().Assembly);
	}
}

  9. （可选）如果数据表还没创建，执行数据库迁移命令

  10. 创建登录请求的参数实体类 LoginRequest

    public record LoginRequest(string UserName, string Password);

  11. 打开登录请求控制器，编写 Login API，在其中创建 JWT

    using Microsoft.AspNetCore.Identity;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
using Microsoft.Extensions.Options;
using Microsoft.IdentityModel.Tokens;
using System.IdentityModel.Tokens.Jwt;
using System.Security.Claims;
using System.Text;

namespace ASPNETCore_JWT1.Controllers
{
	[ApiController]
	[Route("[controller]/[action]")]
	public class Test1Controller : ControllerBase
	{
		private readonly UserManager<User> userManager;

		//注入 UserManager
		public Test1Controller(UserManager<User> userManager)
		{
			this.userManager = userManager;
		}

		// 生成 JWT
		private static string BuildToken(IEnumerable<Claim> claims, JWTOptions options)
		{
			DateTime expires = DateTime.Now.AddSeconds(options.ExpireSeconds);
			byte[] keyBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(options.SigningKey);
			var secKey = new SymmetricSecurityKey(keyBytes);
			var credentials = new SigningCredentials(secKey, SecurityAlgorithms.HmacSha256Signature);
			var tokenDescriptor = new JwtSecurityToken(
				expires: expires, signingCredentials: 
				credentials, 
				claims: claims);
			var result = new JwtSecurityTokenHandler().WriteToken(tokenDescriptor); 
			return result;
		}

		// 在方法中注入 IOptions<JWTOptions> 
		// 只需要返回 JWT Token 即可，其它的身份验证中间件会处理
		[HttpPost]
		public async Task<IActionResult> Login(
			LoginRequest req,
			[FromServices] IOptions<JWTOptions> jwtOptions)
		{
			string userName = req.UserName;
			string password = req.Password;
			var user = await userManager.FindByNameAsync(userName);
			if (user == null)
			{
				return NotFound($"用户名不存在{userName}");
			}
			if (await userManager.IsLockedOutAsync(user))
			{
				return BadRequest("LockedOut");
			}
			var success = await userManager.CheckPasswordAsync(user, password);
			if (!success)
			{
				return BadRequest("Failed");
			}
			
			var claims = new List<Claim>();
			claims.Add(new Claim(ClaimTypes.NameIdentifier, user.Id.ToString()));
			claims.Add(new Claim(ClaimTypes.Name, user.UserName));
			var roles = await userManager.GetRolesAsync(user);
			foreach (string role in roles)
			{
				claims.Add(new Claim(ClaimTypes.Role, role));
			}

			var jwtToken = BuildToken(claims, jwtOptions.Value);
			return Ok(jwtToken);
		}
	}
}

  12. 打开其它控制器，在类上添加 [Authorize] 这个特性

    using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
using System.Security.Claims;
using Microsoft.AspNetCore.Authorization;

namespace ASPNETCore_JWT1.Controllers
{
	// [Authorize] 特性标识此控制器的方法需要身份授权才能访问
	// 授权中间件会处理其它的
	[ApiController]
	[Route("[controller]/[action]")]
	[Authorize]
	public class Test2Controller : Controller
	{
		[HttpGet]
		public IActionResult Hello()
		{
			// ControllerBase中定义的ClaimsPrincipal类型的User属性代表当前登录用户的身份信息
			// 可以通过ClaimsPrincipal的Claims属性获得当前登录用户的所有Claim信息
			// this.User.Claims
			
			string id = this.User.FindFirst(ClaimTypes.NameIdentifier)!.Value;
			string userName = this.User.FindFirst(ClaimTypes.Name)!.Value;
			IEnumerable<Claim> roleClaims = this.User.FindAll(ClaimTypes.Role);
			string roleNames = string.Join(",", roleClaims.Select(c => c.Value));
			return Ok($"id={id},userName={userName},roleNames ={roleNames}");
		}
	}
}

  13. 打开 Program.cs 文件，配置 Swagger，支持发送 Authorization 报文头

    // 配置 Swagger 支持 Authorization
builder.Services.AddSwaggerGen(c => {
	var scheme = new OpenApiSecurityScheme()
	{
		Description = "Authorization header. \r\nExample: 'Bearer 12345abcdef'",
		Reference = new OpenApiReference
		{
			Type = ReferenceType.SecurityScheme,
			Id = "Authorization"
		},
		Scheme = "oauth2",
		Name = "Authorization",
		In = ParameterLocation.Header,
		Type = SecuritySchemeType.ApiKey
	};
	c.AddSecurityDefinition("Authorization", scheme);
	var requirement = new OpenApiSecurityRequirement();
	requirement[scheme] = new List<string>();
	c.AddSecurityRequirement(requirement);
});
  1. 首先访问/Test1/Login，获取 JWT Token，复制下这个值
  2. 然后访问/Test2/Hello，不带 JWT Token，将收到 401 信息
  3. 在 Swagger 上的 Authorization 输入 JWT Token，重新访问/Test2/Hello，将返回正确的结果
    • 如果是在 Postman 等第三方，要在 Header 上加上参数 Authorization=bearer
using Microsoft.AspNetCore.Identity;
using Microsoft.OpenApi.Models;
using Microsoft.EntityFrameworkCore;
using Microsoft.AspNetCore.Authentication.JwtBearer;
using System.Text;
using Microsoft.IdentityModel.Tokens;

var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);

// Add services to the container.

builder.Services.AddControllers();
// Learn more about configuring Swagger/OpenAPI at https://aka.ms/aspnetcore/swashbuckle
builder.Services.AddEndpointsApiExplorer();

// 配置 Swagger 支持 Authorization
builder.Services.AddSwaggerGen(c => {
    var scheme = new OpenApiSecurityScheme()
    {
        Description = "Authorization header. \r\nExample: 'Bearer 12345abcdef'",
        Reference = new OpenApiReference
        {
            Type = ReferenceType.SecurityScheme,
            Id = "Authorization"
        },
        Scheme = "oauth2",
        Name = "Authorization",
        In = ParameterLocation.Header,
        Type = SecuritySchemeType.ApiKey
    };
    c.AddSecurityDefinition("Authorization", scheme);
    var requirement = new OpenApiSecurityRequirement();
    requirement[scheme] = new List<string>();
    c.AddSecurityRequirement(requirement);
});

var services = builder.Services;
// 注册数据库服务
services.AddDbContext<IdDbContext>(opt => {
    string connStr = builder.Configuration.GetConnectionString("Default")!;
    opt.UseSqlServer(connStr);
});

// 注册数据保护服务
services.AddDataProtection();

// 注册 IdentityCore 服务
services.AddIdentityCore<User>(options => { 
    options.Password.RequireDigit = false;
    options.Password.RequireLowercase = false;
    options.Password.RequireNonAlphanumeric = false;
    options.Password.RequireUppercase = false;
    options.Password.RequiredLength = 6;
    options.Tokens.PasswordResetTokenProvider = TokenOptions.DefaultEmailProvider;
    options.Tokens.EmailConfirmationTokenProvider = TokenOptions.DefaultEmailProvider;
});

// 注入UserManager、RoleManager等服务
var idBuilder = new IdentityBuilder(typeof(User), typeof(Role), services);
idBuilder.AddEntityFrameworkStores<IdDbContext>()
    .AddDefaultTokenProviders()
    .AddRoleManager<RoleManager<Role>>()
    .AddUserManager<UserManager<User>>();

// 注入 JWT 配置
services.Configure<JWTOptions>(builder.Configuration.GetSection("JWT"));

// 注入 JwtBearer 配置
services.AddAuthentication(JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme)
    .AddJwtBearer(x => { 
        var jwtOpt = builder.Configuration.GetSection("JWT").Get<JWTOptions>();
        byte[] keyBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(jwtOpt.SigningKey);
        var secKey = new SymmetricSecurityKey(keyBytes);
        x.TokenValidationParameters = new()
        {
            ValidateIssuer = false,
            ValidateAudience = false,
            ValidateLifetime = true,
            ValidateIssuerSigningKey = true,
            IssuerSigningKey = secKey
        };
    });

var app = builder.Build();

// Configure the HTTP request pipeline.
if (app.Environment.IsDevelopment())
{
    app.UseSwagger();
    app.UseSwaggerUI();
}

app.UseHttpsRedirection();

// 使用 Authentication 中间件，放在 UseAuthorization 之前
app.UseAuthentication();
app.UseAuthorization();

app.MapControllers();

app.Run();
  1. 如果其中某个操作方法不想被验证，可以在这个操作方法上添加 [AllowAnonymous] 特性
  2. 对于客户端获得的 JWT，在前端项目中，可以把令牌保存到 Cookie、LocalStorage 等位置，从而在后续请求中重复使用，而对于移动App、PC客户端，可以把令牌保存到配置文件中或者本地文件数据库中。当执行【退出登录】操作的时候，我们只要在客户端本地把 JWT 删除即可。
  3. 在发送请求的时候，只要按照 HTTP 的要求，把 JWT 按照 "Bearer {JWT Token}" 格式放到名字为 Authorization 的请求报文头中即可
  4. 从 Authorization 中取出令牌，并且进行校验、解析，然后把解析结果填充到 User 属性中，这一切都是 ASP.NET Core 完成的，不需要开发人员自己编写代码
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