ASP.NET 核心中基于令牌的身份验证

Question

我正在使用 ASP.NET 核心应用程序。我正在尝试实施基于令牌的身份验证，但无法弄清楚如何为我的案例使用新的 Security System。我经历了 examples 但他们对我帮助不大，他们使用的是 cookie 身份验证或外部身份验证（GitHub、Microsoft、Twitter）。

我的情况是：angularjs 应用程序应请求 /token url 传递用户名和密码。 WebApi 应授权用户和 return access_token 将由 angularjs 应用程序在以下请求中使用。

我找到了一篇关于在 ASP.NET - Token Based Authentication using ASP.NET Web API 2, Owin, and Identity 的当前版本中准确实现我所需要的内容的好文章。但是对我来说如何在 ASP.NET Core 中做同样的事情并不明显。

我的问题是：如何配置 ASP.NET 核心 WebApi 应用程序以使用基于令牌的身份验证？

Answer 1

.Net Core 3.1 更新：

David Fowler（ASP .NET Core 团队的架构师）组合了一组极其简单的任务应用程序，其中包括 simple application demonstrating JWT。我很快就会将他的更新和简单化的风格融入到这个 post 中。

已针对 .Net Core 2 更新：

此答案的先前版本使用 RSA；如果您生成令牌的相同代码也在验证令牌，那真的没有必要。但是，如果您要分配责任，您可能仍想使用 Microsoft.IdentityModel.Tokens.RsaSecurityKey.

的实例来执行此操作

创建一些我们稍后会用到的常量；这是我所做的：

const string TokenAudience = "Myself";
const string TokenIssuer = "MyProject";

将此添加到您的 Startup.cs 的 ConfigureServices。稍后我们将使用依赖注入来访问这些设置。我假设您的 authenticationConfiguration 是一个 ConfigurationSection 或 Configuration 对象，这样您就可以对调试和生产使用不同的配置。确保安全地存储您的密钥！它可以是任何字符串。

var keySecret = authenticationConfiguration["JwtSigningKey"];
var symmetricKey = new SymmetricSecurityKey(Encoding.UTF8.GetBytes(keySecret));

services.AddTransient(_ => new JwtSignInHandler(symmetricKey));

services.AddAuthentication(options =>
{
    // This causes the default authentication scheme to be JWT.
    // Without this, the Authorization header is not checked and
    // you'll get no results. However, this also means that if
    // you're already using cookies in your app, they won't be 
    // checked by default.
    options.DefaultAuthenticateScheme = JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme;
})
    .AddJwtBearer(options =>
    {
        options.TokenValidationParameters.ValidateIssuerSigningKey = true;
        options.TokenValidationParameters.IssuerSigningKey = symmetricKey;
        options.TokenValidationParameters.ValidAudience = JwtSignInHandler.TokenAudience;
        options.TokenValidationParameters.ValidIssuer = JwtSignInHandler.TokenIssuer;
    });

我看到其他答案更改了其他设置，例如ClockSkew；默认设置使其适用于时钟不完全同步的分布式环境。这些是您唯一需要更改的设置。

设置身份验证。你应该在任何需要你的 User 信息的中间件之前有这一行，例如 app.UseMvc().
```
app.UseAuthentication();
```
请注意，这不会导致您的令牌与 SignInManager 或其他任何内容一起发出。您需要提供自己的 JWT 输出机制 - 见下文。

您可能想要指定一个 AuthorizationPolicy。这将允许您使用 [Authorize("Bearer")].

指定仅允许 Bearer 令牌作为身份验证的控制器和操作

services.AddAuthorization(auth =>
{
    auth.AddPolicy("Bearer", new AuthorizationPolicyBuilder()
        .AddAuthenticationTypes(JwtBearerDefaults.AuthenticationType)
        .RequireAuthenticatedUser().Build());
});

棘手的部分来了：构建令牌。

class JwtSignInHandler
{
    public const string TokenAudience = "Myself";
    public const string TokenIssuer = "MyProject";
    private readonly SymmetricSecurityKey key;

    public JwtSignInHandler(SymmetricSecurityKey symmetricKey)
    {
        this.key = symmetricKey;
    }

    public string BuildJwt(ClaimsPrincipal principal)
    {
        var creds = new SigningCredentials(key, SecurityAlgorithms.HmacSha256);

        var token = new JwtSecurityToken(
            issuer: TokenIssuer,
            audience: TokenAudience,
            claims: principal.Claims,
            expires: DateTime.Now.AddMinutes(20),
            signingCredentials: creds
        );

        return new JwtSecurityTokenHandler().WriteToken(token);
    }
}

然后，在您想要令牌的控制器中，如下所示：

[HttpPost]
public string AnonymousSignIn([FromServices] JwtSignInHandler tokenFactory)
{
    var principal = new System.Security.Claims.ClaimsPrincipal(new[]
    {
        new System.Security.Claims.ClaimsIdentity(new[]
        {
            new System.Security.Claims.Claim(System.Security.Claims.ClaimTypes.Name, "Demo User")
        })
    });
    return tokenFactory.BuildJwt(principal);
}

在这里，我假设你已经有了校长。如果您使用的是 Identity，则可以使用 IUserClaimsPrincipalFactory<> 将 User 转换为 ClaimsPrincipal.

测试一下：获取一个token，将其填入jwt.io处的表格中。我上面提供的说明还允许您使用配置中的秘密来验证签名！
如果您在 HTML 页面的局部视图中呈现此内容并结合 .Net 4.5 中的仅承载身份验证，您现在可以使用 ViewComponent做同样的事情。它与上面的 Controller Action 代码基本相同。

Answer 2

从 , I've created a fully working example of token-based authentication, working against ASP.NET Core (1.0.1). You can find the full code in this repository on GitHub (alternative branches for 1.0.0-rc1, beta8, beta7) 开始工作，但简而言之，重要的步骤是：

为您的应用程序生成密钥

在我的示例中，每次应用程序启动时我都会生成一个随机密钥，您需要生成一个并将其存储在某个地方并提供给您的应用程序。 See this file for how I'm generating a random key and how you might import it from a .json file. As suggested in the comments by @kspearrin, the Data Protection API 似乎是管理密钥 "correctly" 的理想人选，但我还没有想出这是否可行。如果你解决了，请提交拉取请求！

Startup.cs - 配置服务

在这里，我们需要为要签名的令牌加载一个私钥，我们还将使用它来验证所提供的令牌。我们将密钥存储在 class 级变量 key 中，我们将在下面的 Configure 方法中重复使用它。 TokenAuthOptions 是一个简单的 class，它包含我们在 TokenController 中创建密钥所需的签名身份、受众和发行者。

// Replace this with some sort of loading from config / file.
RSAParameters keyParams = RSAKeyUtils.GetRandomKey();

// Create the key, and a set of token options to record signing credentials 
// using that key, along with the other parameters we will need in the 
// token controlller.
key = new RsaSecurityKey(keyParams);
tokenOptions = new TokenAuthOptions()
{
    Audience = TokenAudience,
    Issuer = TokenIssuer,
    SigningCredentials = new SigningCredentials(key, SecurityAlgorithms.Sha256Digest)
};

// Save the token options into an instance so they're accessible to the 
// controller.
services.AddSingleton<TokenAuthOptions>(tokenOptions);

// Enable the use of an [Authorize("Bearer")] attribute on methods and
// classes to protect.
services.AddAuthorization(auth =>
{
    auth.AddPolicy("Bearer", new AuthorizationPolicyBuilder()
        .AddAuthenticationSchemes(JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme‌)
        .RequireAuthenticatedUser().Build());
});

我们还设置了授权策略，允许我们在我们希望保护的端点和 class 上使用 [Authorize("Bearer")]。

Startup.cs - 配置

这里，我们需要配置JwtBearerAuthentication：

app.UseJwtBearerAuthentication(new JwtBearerOptions {
    TokenValidationParameters = new TokenValidationParameters {
        IssuerSigningKey = key,
        ValidAudience = tokenOptions.Audience,
        ValidIssuer = tokenOptions.Issuer,

        // When receiving a token, check that it is still valid.
        ValidateLifetime = true,

        // This defines the maximum allowable clock skew - i.e.
        // provides a tolerance on the token expiry time 
        // when validating the lifetime. As we're creating the tokens 
        // locally and validating them on the same machines which 
        // should have synchronised time, this can be set to zero. 
        // Where external tokens are used, some leeway here could be 
        // useful.
        ClockSkew = TimeSpan.FromMinutes(0)
    }
});

TokenController

在令牌控制器中，您需要有一个方法来使用在 Startup.cs 中加载的密钥生成签名密钥。我们已经在 Startup 中注册了一个 TokenAuthOptions 实例，所以我们需要在 TokenController 的构造函数中注入它：

[Route("api/[controller]")]
public class TokenController : Controller
{
    private readonly TokenAuthOptions tokenOptions;

    public TokenController(TokenAuthOptions tokenOptions)
    {
        this.tokenOptions = tokenOptions;
    }
...

然后您需要在处理程序中为登录端点生成令牌，在我的示例中，我使用用户名和密码并使用 if 语句验证它们，但您需要做的关键是创建或加载基于声明的身份并为其生成令牌：

public class AuthRequest
{
    public string username { get; set; }
    public string password { get; set; }
}

/// <summary>
/// Request a new token for a given username/password pair.
/// </summary>
/// <param name="req"></param>
/// <returns></returns>
[HttpPost]
public dynamic Post([FromBody] AuthRequest req)
{
    // Obviously, at this point you need to validate the username and password against whatever system you wish.
    if ((req.username == "TEST" && req.password == "TEST") || (req.username == "TEST2" && req.password == "TEST"))
    {
        DateTime? expires = DateTime.UtcNow.AddMinutes(2);
        var token = GetToken(req.username, expires);
        return new { authenticated = true, entityId = 1, token = token, tokenExpires = expires };
    }
    return new { authenticated = false };
}

private string GetToken(string user, DateTime? expires)
{
    var handler = new JwtSecurityTokenHandler();

    // Here, you should create or look up an identity for the user which is being authenticated.
    // For now, just creating a simple generic identity.
    ClaimsIdentity identity = new ClaimsIdentity(new GenericIdentity(user, "TokenAuth"), new[] { new Claim("EntityID", "1", ClaimValueTypes.Integer) });

    var securityToken = handler.CreateToken(new Microsoft.IdentityModel.Tokens.SecurityTokenDescriptor() {
        Issuer = tokenOptions.Issuer,
        Audience = tokenOptions.Audience,
        SigningCredentials = tokenOptions.SigningCredentials,
        Subject = identity,
        Expires = expires
    });
    return handler.WriteToken(securityToken);
}

应该就是这样。只需将 [Authorize("Bearer")] 添加到您想要保护的任何方法或 class ，如果您尝试在没有令牌的情况下访问它，您应该会收到错误消息。如果你想 return 一个 401 而不是 500 错误，你需要注册一个自定义异常处理程序 as I have in my example here.

Answer 3

看看 OpenIddict - 这是一个新项目（在撰写本文时），可以轻松配置 JWT 令牌的创建和刷新 ASP.NET 5. 令牌的验证是由其他软件处理。

假设您将 Identity 与 Entity Framework 一起使用，最后一行是您要添加到 ConfigureServices 方法中的内容：

services.AddIdentity<ApplicationUser, ApplicationRole>()
    .AddEntityFrameworkStores<ApplicationDbContext>()
    .AddDefaultTokenProviders()
    .AddOpenIddictCore<Application>(config => config.UseEntityFramework());

在 Configure 中，您设置 OpenIddict 来提供 JWT 令牌：

app.UseOpenIddictCore(builder =>
{
    // tell openiddict you're wanting to use jwt tokens
    builder.Options.UseJwtTokens();
    // NOTE: for dev consumption only! for live, this is not encouraged!
    builder.Options.AllowInsecureHttp = true;
    builder.Options.ApplicationCanDisplayErrors = true;
});

您还可以在 Configure 中配置令牌验证：

// use jwt bearer authentication
app.UseJwtBearerAuthentication(options =>
{
    options.AutomaticAuthenticate = true;
    options.AutomaticChallenge = true;
    options.RequireHttpsMetadata = false;
    options.Audience = "http://localhost:58292/";
    options.Authority = "http://localhost:58292/";
});

还有一两个小问题，比如你的 DbContext 需要从 OpenIddictContext 派生。

您可以在此博客上看到完整的解释 post：http://capesean.co.za/blog/asp-net-5-jwt-tokens/

可在以下位置获得功能演示：https://github.com/capesean/openiddict-test

Answer 4

您可以查看 OpenId 连接示例，其中说明了如何处理不同的身份验证机制，包括 JWT 令牌：

https://github.com/aspnet-contrib/AspNet.Security.OpenIdConnect.Samples

如果您查看 Cordova 后端项目，API 的配置如下所示：

           // Create a new branch where the registered middleware will be executed only for non API calls.
        app.UseWhen(context => !context.Request.Path.StartsWithSegments(new PathString("/api")), branch => {
            // Insert a new cookies middleware in the pipeline to store
            // the user identity returned by the external identity provider.
            branch.UseCookieAuthentication(new CookieAuthenticationOptions {
                AutomaticAuthenticate = true,
                AutomaticChallenge = true,
                AuthenticationScheme = "ServerCookie",
                CookieName = CookieAuthenticationDefaults.CookiePrefix + "ServerCookie",
                ExpireTimeSpan = TimeSpan.FromMinutes(5),
                LoginPath = new PathString("/signin"),
                LogoutPath = new PathString("/signout")
            });

            branch.UseGoogleAuthentication(new GoogleOptions {
                ClientId = "560027070069-37ldt4kfuohhu3m495hk2j4pjp92d382.apps.googleusercontent.com",
                ClientSecret = "n2Q-GEw9RQjzcRbU3qhfTj8f"
            });

            branch.UseTwitterAuthentication(new TwitterOptions {
                ConsumerKey = "6XaCTaLbMqfj6ww3zvZ5g",
                ConsumerSecret = "Il2eFzGIrYhz6BWjYhVXBPQSfZuS4xoHpSSyD9PI"
            });
        });

/Providers/AuthorizationProvider.cs 中的逻辑和该项目的 RessourceController 也值得一看 ;)。

或者，您也可以使用以下代码来验证令牌（还有一个片段可以使其与 signalR 一起使用）：

        // Add a new middleware validating access tokens.
        app.UseOAuthValidation(options =>
        {
            // Automatic authentication must be enabled
            // for SignalR to receive the access token.
            options.AutomaticAuthenticate = true;

            options.Events = new OAuthValidationEvents
            {
                // Note: for SignalR connections, the default Authorization header does not work,
                // because the WebSockets JS API doesn't allow setting custom parameters.
                // To work around this limitation, the access token is retrieved from the query string.
                OnRetrieveToken = context =>
                {
                    // Note: when the token is missing from the query string,
                    // context.Token is null and the JWT bearer middleware will
                    // automatically try to retrieve it from the Authorization header.
                    context.Token = context.Request.Query["access_token"];

                    return Task.FromResult(0);
                }
            };
        });

要颁发令牌，您可以像这样使用 openId Connect 服务器包：

        // Add a new middleware issuing access tokens.
        app.UseOpenIdConnectServer(options =>
        {
            options.Provider = new AuthenticationProvider();
            // Enable the authorization, logout, token and userinfo endpoints.
            //options.AuthorizationEndpointPath = "/connect/authorize";
            //options.LogoutEndpointPath = "/connect/logout";
            options.TokenEndpointPath = "/connect/token";
            //options.UserinfoEndpointPath = "/connect/userinfo";

            // Note: if you don't explicitly register a signing key, one is automatically generated and
            // persisted on the disk. If the key cannot be persisted, an exception is thrown.
            // 
            // On production, using a X.509 certificate stored in the machine store is recommended.
            // You can generate a self-signed certificate using Pluralsight's self-cert utility:
            // https://s3.amazonaws.com/pluralsight-free/keith-brown/samples/SelfCert.zip
            // 
            // options.SigningCredentials.AddCertificate("7D2A741FE34CC2C7369237A5F2078988E17A6A75");
            // 
            // Alternatively, you can also store the certificate as an embedded .pfx resource
            // directly in this assembly or in a file published alongside this project:
            // 
            // options.SigningCredentials.AddCertificate(
            //     assembly: typeof(Startup).GetTypeInfo().Assembly,
            //     resource: "Nancy.Server.Certificate.pfx",
            //     password: "Owin.Security.OpenIdConnect.Server");

            // Note: see AuthorizationController.cs for more
            // information concerning ApplicationCanDisplayErrors.
            options.ApplicationCanDisplayErrors = true // in dev only ...;
            options.AllowInsecureHttp = true // in dev only...;
        });

我已经使用 Aurelia 前端框架和 ASP.NET 核心实现了一个基于令牌的身份验证实现的单页应用程序。还有一个信号R持久连接。但是，我没有做过任何数据库实现。代码在这里： https://github.com/alexandre-spieser/AureliaAspNetCoreAuth

ASP.NET 核心中基于令牌的身份验证

Token Based Authentication in ASP.NET Core

c#

authentication

access-token

asp.net-web-api

asp.net-core

.Net Core 3.1 更新：

已针对 .Net Core 2 更新：