ASP.NET Core: 二十六. 应用JWT进行用户认证及Token的刷新(五)

简介: 本文将通过实际的例子来演示如何在ASP.NET Core中应用JWT进行用户认证以及Token的刷新方案.

TokenValidationParameters还有一些其他参数,在它的构造方法中已经做了默认设置,代码如下:

1.public TokenValidationParameters()
{
    RequireExpirationTime = true;  
    RequireSignedTokens = true;    
    SaveSigninToken = false;
    ValidateActor = false;
    ValidateAudience = true;  //是否验证接受者
    ValidateIssuer = true;   //是否验证发布者
    ValidateIssuerSigningKey = false;  //是否验证秘钥
    ValidateLifetime = true; //是否验证过期时间
    ValidateTokenReplay = false;
 }

访问api/book,正常返回了结果

["ASP","C#"]

通过POST方式访问,返回401错误。

这就需要使用获取到的Toke了,如下图方式再次访问

0.png

添加了“Authorization: bearer Token内容”这样的Header,可以正常访问了。


至此,简单的JWT认证示例就完成了,代码地址https://github.com/FlyLolo/JWT.Demo/releases/tag/1.0


这里可能会有个疑问,例如:


  1.Token被盗了怎么办?


   答: 在启用Https的情况下,Token被放在Header中还是比较安全的。另外Token的有效期不要设置过长。例如可以设置为1小时(微信公众号的网页开发的Token有效期为2小时)。


  2. Token到期了如何处理?


  答:理论上Token过期应该是跳到登录界面,但这样太不友好了。可以在后台根据Token的过期时间定期去请求新的Token。下一节来演示一下Token的刷新方案。

五、Token的刷新

  为了使客户端能够获取到新的Token,对上文的例子进行改造,大概思路如下:


用户登录成功的时候,一次性给他两个Token,分别为AccessToken和RefreshToken,AccessToken用于正常请求,也就是上例中原有的Token,RefreshToken作为刷新AccessToken的凭证。

AccessToken的有效期较短,例如一小时,短一点安全一些。RefreshToken有效期可以设置长一些,例如一天、一周等。

当AccessToken即将过期的时候,例如提前5分钟,客户端利用RefreshToken请求指定的API获取新的AccessToken并更新本地存储中的AccessToken。

所以只需要修改FlyLolo.JWT.Server即可。


首先修改Token的返回方案,新增一个Model

    public class ComplexToken
    {
        public Token AccessToken { get; set; }
        public Token RefreshToken { get; set; }
    }

包含AccessToken和RefreshToken,用于用户登录成功后的Token结果返回。

修改 appsettings.json,添加两个配置项:

1.    "RefreshTokenAudience": "RefreshTokenAudience", 
    "RefreshTokenExpiresMinutes": "10080" //60*24*7

RefreshTokenExpiresMinutes用于设置RefreshToken的过期时间,这里设置了7天。RefreshTokenAudience用于设置RefreshToken的接受者,与原Audience值不一致,作用是使RefreshToken不能用于访问应用服务的业务API,而AccessToken不能用于刷新Token。


修改TokenHelper:

    public enum TokenType
    {
        AccessToken = 1,
        RefreshToken = 2
    }
    public class TokenHelper : ITokenHelper
    {
        private IOptions<JWTConfig> _options;
        public TokenHelper(IOptions<JWTConfig> options)
        {
            _options = options;
        }
        public Token CreateAccessToken(User user)
        {
            Claim[] claims = new Claim[] { new Claim(ClaimTypes.NameIdentifier, user.Code), new Claim(ClaimTypes.Name, user.Name) };
            return CreateToken(claims, TokenType.AccessToken);
        }
        public ComplexToken CreateToken(User user)
        {
            Claim[] claims = new Claim[] { new Claim(ClaimTypes.NameIdentifier, user.Code), new Claim(ClaimTypes.Name, user.Name)
                //下面两个Claim用于测试在Token中存储用户的角色信息,对应测试在FlyLolo.JWT.API的两个测试Controller的Put方法,若用不到可删除
                , new Claim(ClaimTypes.Role, "TestPutBookRole"), new Claim(ClaimTypes.Role, "TestPutStudentRole")
            };
            return CreateToken(claims);
        }
        public ComplexToken CreateToken(Claim[] claims)
        {
            return new ComplexToken { AccessToken = CreateToken(claims, TokenType.AccessToken), RefreshToken = CreateToken(claims, TokenType.RefreshToken) };
        }
        /// <summary>
        /// 用于创建AccessToken和RefreshToken。
        /// 这里AccessToken和RefreshToken只是过期时间不同,【实际项目】中二者的claims内容可能会不同。
        /// 因为RefreshToken只是用于刷新AccessToken,其内容可以简单一些。
        /// 而AccessToken可能会附加一些其他的Claim。
        /// </summary>
        /// <param name="claims"></param>
        /// <param name="tokenType"></param>
        /// <returns></returns>
        private Token CreateToken(Claim[] claims, TokenType tokenType)
        {
            var now = DateTime.Now;
            var expires = now.Add(TimeSpan.FromMinutes(tokenType.Equals(TokenType.AccessToken) ? _options.Value.AccessTokenExpiresMinutes : _options.Value.RefreshTokenExpiresMinutes));//设置不同的过期时间
            var token = new JwtSecurityToken(
                issuer: _options.Value.Issuer,
                audience: tokenType.Equals(TokenType.AccessToken) ? _options.Value.Audience : _options.Value.RefreshTokenAudience,//设置不同的接受者
                claims: claims,
                notBefore: now,
                expires: expires,
                signingCredentials: new SigningCredentials(new SymmetricSecurityKey(Encoding.UTF8.GetBytes(_options.Value.IssuerSigningKey)), SecurityAlgorithms.HmacSha256));
            return new Token { TokenContent = new JwtSecurityTokenHandler().WriteToken(token), Expires = expires };
        }
        public Token RefreshToken(ClaimsPrincipal claimsPrincipal)
        {
            var code = claimsPrincipal.Claims.FirstOrDefault(m => m.Type.Equals(ClaimTypes.NameIdentifier));
            if (null != code )
            {
                return CreateAccessToken(TemporaryData.GetUser(code.Value.ToString()));
            }
            else
            {
                return null;
            }
        }
    }

在登录后,生成两个Token返回给客户端。在TokenHelper添加了一个RefreshToken方法,用于生成新的AccessToken。对应在TokenController中添加一个名为Post的Action,用于调用这个RefreshToken方法刷新Token

[HttpPost]
[Authorize]
public IActionResult Post()
{
    return Ok(tokenHelper.RefreshToken(Request.HttpContext.User));
}

这个方法添加了[Authorize]标识,说明调用它需要RefreshToken认证通过。既然启用了认证,那么在Startup文件中需要像上例的业务API一样做JWT的认证配置。

        public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
        {
            #region 读取配置信息
            services.AddSingleton<ITokenHelper, TokenHelper>();
            services.Configure<JWTConfig>(Configuration.GetSection("JWT"));
            JWTConfig config = new JWTConfig();
            Configuration.GetSection("JWT").Bind(config);
            #endregion
            #region 启用JWT
            services.AddAuthentication(Options =>
            {
                Options.DefaultAuthenticateScheme = JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme;
                Options.DefaultChallengeScheme = JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme;
            }).
             AddJwtBearer(options =>
             {
                 options.TokenValidationParameters = new TokenValidationParameters
                 {
                     ValidIssuer = config.Issuer,
                     ValidAudience = config.RefreshTokenAudience,
                     IssuerSigningKey = new SymmetricSecurityKey(Encoding.UTF8.GetBytes(config.IssuerSigningKey))
                 };
             });
            #endregion
            services.AddMvc().SetCompatibilityVersion(CompatibilityVersion.Version_2_2);
        }

注意这里的ValidAudience被赋值为config.RefreshTokenAudience,和FlyLolo.JWT.API中的不一致,用于防止AccessToken和RefreshToken的混用。


再次访问/api/token?code=002&pwd=222222,会返回两个Token:

{"accessToken":{"tokenContent":"eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJodHRwOi8vc2NoZW1hcy54bWxzb2FwLm9yZy93cy8y
MDA1LzA1L2lkZW50aXR5L2NsYWltcy9uYW1laWRlbnRpZmllciI6IjAwMiIsImh0dHA6Ly9zY2hlbWFzLnhtbHNvYXAub3JnL3dzLzIwMDUvMDUva
WRlbnRpdHkvY2xhaW1zL25hbWUiOiLmnY7lm5siLCJodHRwOi8vc2NoZW1hcy5taWNyb3NvZnQuY29tL3dzLzIwMDgvMDYvaWRlbnRpdHkvY2xhaW
1zL3JvbGUiOlsiVGVzdFB1dEJvb2tSb2xlIiwiVGVzdFB1dFN0dWRlbnRSb2xlIl0sIm5iZiI6MTU2NjgwNjQ3OSwiZXhwIjoxNTY2ODA4Mjc5LCJ
pc3MiOiJGbHlMb2xvIiwiYXVkIjoiVGVzdEF1ZGllbmNlIn0.wlMorS1V0xP0Fb2MDX7jI7zsgZbb2Do3u78BAkIIwGg",
"expires":"2019-08-26T22:31:19.5312172+08:00"},
"refreshToken":{"tokenContent":"eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJodHRwOi8vc2NoZW1hcy54bWxzb2FwLm9yZy93cy8y
MDA1LzA1L2lkZW50aXR5L2NsYWltcy9uYW1laWRlbnRpZmllciI6IjAwMiIsImh0dHA6Ly9zY2hlbWFzLnhtbHNvYXAub3JnL3dzLzIwMDUvMDUva
WRlbnRpdHkvY2xhaW1zL25hbWUiOiLmnY7lm5siLCJodHRwOi8vc2NoZW1hcy5taWNyb3NvZnQuY29tL3dzLzIwMDgvMDYvaWRlbnRpdHkvY2xhaW
1zL3JvbGUiOlsiVGVzdFB1dEJvb2tSb2xlIiwiVGVzdFB1dFN0dWRlbnRSb2xlIl0sIm5iZiI6MTU2NjgwNjQ3OSwiZXhwIjoxNTY3NDExMjc5LCJ
pc3MiOiJGbHlMb2xvIiwiYXVkIjoiUmVmcmVzaFRva2VuQXVkaWVuY2UifQ.3EDi6cQBqa39-ywq2EjFGiM8W2KY5l9QAOWaIDi8FnI",
"expires":"2019-09-02T22:01:19.6143038+08:00"}}

可以使用RefreshToken去请求新的AccessToken

1.png

测试用AccessToken可以正常访问FlyLolo.JWT.API,用RefreshToken则不可以。


至此,Token的刷新功能改造完成。代码地址:Release Refresh Token · FlyLolo/JWT.Demo · GitHub


疑问:RefreshToken有效期那么长,被盗了怎么办,和直接将AccessToken的有效期延长有什么区别?


个人认为:1. RefreshToken不像AccessToken那样在大多数请求中都被使用。2. 应用类的API较多,对应的服务(器)也可能较多,所以泄露的概率更大一些。


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