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ASP.NET Web API 2系列(四):基于JWT的token身份认证方案


1.引言

通过前边的系列教程,我们可以掌握WebAPI的初步运用,但是此时的API接口任何人都可以访问,这显然不是我们想要的,这时就需要控制对它的访问,也就是WebAPI的权限验证。验证方式非常多,本文就重点介绍一种常用的验证方式:基于JWT的token身份认证方案。

2.前期回顾

Web API系列(一):初识API及手动搭建基本框架

Web API系列(二):灵活多样的路由配置

Web API系列(三):添加接口详细说明及测试

3.认识JWT

JWT是 JSON Web Token 的缩写,是一个开放标准(RFC 7519),它定义了一种紧凑的、自包含的方式,用于作为JSON对象在各方之间安全地传输信息。该信息可以被验证和信任,因为它是数字签名的。

3.1 JWT工作流程

这里我们通过一张图了解它的工作流程。

ASP.NET Web API 2系列(四):基于JWT的token身份认证方案

从上图中我们可以看出它是基于Token的身份认证,具体流程:客户端携带用户名和密码请求访问 – 服务器校验用户凭据 – 应用提供一个token给客户端 – 客户端存储token,并且在随后的每一次请求中都带着它 -服务器校验token并返回数据。

3.2JWT结构

JSON Web Token由三部分组成,它们之间用圆点(.)连接。这三部分分别是:

  • Header:头部,它有token的类型(“JWT”)和算法名称(比如:HMAC SHA256或者RSA等等)两部分组成;
  • Payload:荷载,它包含声明(要求)。声明是关于实体(通常是用户)和其他数据的声明;
  • Signature:签名,目的是用来验证头部和载荷是否被非法篡改。

通过下图,我们可以直观的看到JWT的组成。

ASP.NET Web API 2系列(四):基于JWT的token身份认证方案

它本质上是一个独立的身份验证令牌,可以包含用户标识、用户角色和权限等信息,以及您可以存储任何其他信息(自包含)。任何人都可以轻松读取和解析,并使用密钥来验证真实性。

4.具体实现

上文介绍了JWT的原理,读者简单了解即可,这里我们通过具体代码来实现。

4.1安装JWT包

通过NuGget管理工具安装JWT包,如下图

ASP.NET Web API 2系列(四):基于JWT的token身份认证方案

4.2添加LoginRequest、AuthInfo和HttpResult三个实体类

在MyWebAPI.Entities中添加相应类

LoginRequest实体

public class LoginRequest {     public string UserId { get; set; }     public string Password { get; set; } } 

AuthInfo实体类

public class AuthInfo {     public string UserId { get; set; }     public DateTime Expires { get; set; } } 

HttpResul实体类

public class HttpResult {     public bool Success { get; set; }     public dynamic Data { get; set; }     public string Message { get; set; } } 

4.3添加SystemController,并添加Login登录方法

具体代码如下:

[RoutePrefix("api/System")] public class SystemController : ApiController {     [HttpPost, Route("Login")]     public HttpResult Login([FromBody] LoginRequest loginRequest)     {         if (loginRequest == null) return new HttpResult() { Success = false, Message = "登录信息为空!" };          #region 通过数据库判断登录信息是否正确(这里简化判断)          if (loginRequest.UserId != "admin" || loginRequest.Password != "admin")         {             return new HttpResult() { Success = false, Message = "用户名和密码不正确!" };         }         #endregion         AuthInfo authInfo = new AuthInfo()         {             UserId = loginRequest.UserId,             Expires = DateTime.Now.AddDays(1)         };         const string secretKey = "matanzhang";//口令加密秘钥(应该写到配置文件中)         byte[] key = Encoding.UTF8.GetBytes(secretKey);         IJwtAlgorithm algorithm = new HMACSHA256Algorithm();//加密方式         IJsonSerializer serializer = new JsonNetSerializer();//序列化Json         IBase64UrlEncoder urlEncoder = new JwtBase64UrlEncoder();//base64加解密         IJwtEncoder encoder = new JwtEncoder(algorithm, serializer, urlEncoder);//JWT编码         var token = encoder.Encode(authInfo, key);//生成令牌          return new HttpResult() { Success = true, Data = token,Message = "登录成功!"};     } } 

4.4添加API过滤器ApiAuthorizeAttribute

具体代码如下:

public class ApiAuthorizeAttribute: AuthorizeAttribute {     protected override bool IsAuthorized(HttpActionContext actionContext)     {         try         {             var authHeader = from t in actionContext.Request.Headers where t.Key == "auth" select t.Value.FirstOrDefault();             var enumerable = authHeader as string[] ?? authHeader.ToArray();             string token = enumerable.FirstOrDefault();             if (string.IsNullOrEmpty(enumerable.FirstOrDefault())) return false;             const string secretKey = "matanzhang";//口令加密秘钥(应该写到配置文件中)             byte[] key = Encoding.UTF8.GetBytes(secretKey);             IJsonSerializer serializer = new JsonNetSerializer();             IDateTimeProvider provider = new UtcDateTimeProvider();             IJwtValidator validator = new JwtValidator(serializer, provider);             IBase64UrlEncoder urlEncoder = new JwtBase64UrlEncoder();             IJwtAlgorithm algorithm = new HMACSHA256Algorithm();             IJwtDecoder decoder = new JwtDecoder(serializer, validator, urlEncoder, algorithm);             //解密             var authInfo = decoder.DecodeToObject<AuthInfo>(token, key, verify: true);             if (authInfo != null)             {                 //判断口令过期时间                 if (authInfo.Expires < DateTime.Now)                 {                     return false;                 }                 actionContext.RequestContext.RouteData.Values.Add("auth", authInfo);                 return true;             }         }         catch (Exception e)         {          }         return false;     }     /// <summary>     /// 处理授权失败的请求     /// </summary>     /// <param name="actionContext"></param>     protected override void HandleUnauthorizedRequest(HttpActionContext actionContext)     {         var erModel = new HttpResult()         {             Success = false,             Message = "身份认证不正确!"         };         actionContext.Response = actionContext.Request.CreateResponse(HttpStatusCode.OK, erModel, "application/json");     } } 

4.5在StudentController中添加过滤属性ApiAuthorize

具体如下:

[RoutePrefix("api/Student"),ApiAuthorize] public class StudentController : ApiController {     private static readonly List<Student> StudentList = new List<Student>()     {         new Student() {Id = "001", Name = "张三", Sex = "男", Age = 19, Dept = "软件学院"},         new Student() {Id = "002", Name = "李丽", Sex = "女", Age = 19, Dept = "资环学院"}     };      [HttpGet]     public IEnumerable<Student> Get()     {         return StudentList;     }      [HttpGet, Route("GetByDept/{dept}")]     public IEnumerable<Student> GetByDept(string dept)     {         List<Student> tempList = StudentList.Where(p => p.Dept == dept).ToList();         return tempList;     }     [HttpGet]     public Student Get(string id)     {         List<Student> tempList = StudentList.Where(p => p.Id == id).ToList();         return tempList.Count == 1 ? tempList.First() : null;     }      [HttpPost]     public bool Post([FromBody] Student student)     {         if (student == null) return false;         if (StudentList.Where(p => p.Id == student.Id).ToList().Count > 0) return false;         StudentList.Add(student);         return true;     }      [HttpPut]     public bool Put(string id, [FromBody] Student student)     {         if (student == null) return false;         List<Student> tempList = StudentList.Where(p => p.Id == id).ToList();         if (tempList.Count == 0) return false;         Student originStudent = tempList[0];         originStudent.Name = student.Name;         originStudent.Sex = student.Sex;         originStudent.Age = student.Age;         originStudent.Dept = student.Dept;         return true;     }      [HttpDelete]     public bool Delete(string id)     {         List<Student> tempList = StudentList.Where(p => p.Id == id).ToList();         if (tempList.Count == 0) return false;         StudentList.Remove(tempList[0]);         return true;     } } 

依照步骤添加相关代码,此时就完成了JWT验证的添加。

5.通过PostMan测试程序

运行VS,查看相关API接口,如下图所示。

ASP.NET Web API 2系列(四):基于JWT的token身份认证方案

登录前,测试Get:http://localhost:44321/api/Student接口,返回结果如下图所示。

ASP.NET Web API 2系列(四):基于JWT的token身份认证方案

登录,测试Post:http://localhost:44321/api/System/Login接口,返回结果如下图所示。

ASP.NET Web API 2系列(四):基于JWT的token身份认证方案

登录后,测试Get:http://localhost:44321/api/Student接口,返回结果如下图所示。

ASP.NET Web API 2系列(四):基于JWT的token身份认证方案

在APIController上添加权限验证后,访问相应接口时,需要在header里面添加auth属性(token),这样就完成了身份认证。

6.总结

本文介绍了JWT的原理,然后通过代码完成了相应实例教程,博文中的源代码可以通过笔者GitHUb获取。博文写作不易希望多多支持,后续会更新更多内容,感兴趣的朋友可以加关注,欢迎留言交流!也可以通过微信公众搜索“码探长”,联系笔者!

扫描添加下方的微信公众号,获取更多福利和干货!也可通公众号(码探长)联系探长,期待与你相遇!!!

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