C#分布式登录——jwt

一、传统的session登录

在服务器存储一份用户登录的信息，这份登录信息会在响应时传递给浏览器，告诉其保存为cookie,以便下次请求时发送给我们的应用，这样我们的应用就能识别请求来自哪个用户了,这就是传统的基于session认证。

在asp.net core中可以简单实现：

   // This method gets called by the runtime. Use this method to configure the HTTP request pipeline.
         public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env)
         {
             if (env.IsDevelopment())
             {
                 app.UseDeveloperExceptionPage();
             }
             else
             {
                 app.UseExceptionHandler("/Home/Error");
                 app.UseHsts();
             }

             app.UseHttpsRedirection();
             //使用静态文件
             app.UseStaticFiles();
             //Cookie策略
             //app.UseCookiePolicy();
             //Session
             app.UseSession();

             app.UseMvc(routes =>
             {
                 routes.MapRoute(
                     name: "default",
                    // template: "{controller=Home}/{action=Index}/{id?}");
                    //template: "{controller=Home}/{action=Server}/{id?}");
                    template: "{controller=Login}/{action=SignIn}/{id?}");
             });
         }

         public IActionResult SignIn(UserModel userModel)
         {
             if (ModelState.IsValid)
             {
                 //检查用户信息
                 if (userModel.Username.Equals("yswenli") && userModel.Password.Equals("yswenli"))
                 {
                     //记录Session
                     HttpContext.Session.Set("User", ByteConvertHelper.Object2Bytes(userModel));
                     //跳转到系统首页
                     return RedirectToAction("Server", "Home");
                 }
                 ViewBag.ErrorInfo = "用户名或密码错误";
                 return View(userModel);
             }
             ViewBag.ErrorInfo = ModelState.Values.First().Errors[].ErrorMessage;
             return View(userModel);

但是这种基于session的认证使应用本身很难得到扩展，随着不同客户端用户的增加，独立的服务器已无法承载更多的用户，而这时候基于session认证应用的问题就会暴露出来。

传统session的主要问题如下：

1.服务器压力: 每个用户经过我们的应用认证之后，我们的应用都要在服务端做一次记录，以方便用户下次请求的鉴别，通常而言session都是保存在内存中，而随着认证用户的增多，服务端的开销会明显增大。

2.扩展性: 用户认证之后，服务端做认证记录，如果认证的记录被保存在内存中的话，这意味着用户下次请求还必须要请求在这台服务器上,这样才能拿到授权的资源，这样在分布式的应用上，相应的限制了负载均衡器的能力。这也意味着限制了应用的扩展能力。

3.CSRF: 因为是基于cookie来进行用户识别的, cookie如果被截获，用户就会很容易受到跨站请求伪造的攻击。

二、基于token的鉴权机制

基于token的鉴权机制是无状态的，它不需要在服务端去保留用户的认证信息或者会话信息，而是基于token去运算而实现鉴权。这就意味着基于token认证机制的应用不需要去考虑用户在哪一台服务器登录了，这就为服务实现大规模分布式提供了基础。

上图是一种用token登录的实现方式，类似的还有很多，虽然实现了分布式的登录处理，但是由于不同的系统之间的不同实现，导致开发量剧增。

三、Json web token

这里推荐使用JWT——Json web token(官网链接)。一个典型的JWT看起来如下图：

jwt为一个字符串，字符之间通过"."分隔符分为三个子串。注意JWT对象为一个长字串，各字串之间也没有换行符，此处为了演示需要，特意分行并用不同颜色表示了。每一个子串表示了一个功能块，总共有以下三个部分：JWT头、有效载荷和签名，将它们写成一行如下：

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJ1c2VybmFtZSI6InRlc3QiLCJpYXQiOjE1OTM5NTU5NDMsInVpZCI6MTAsImV4cCI6MTU5Mzk1NTk3Mywic2NvcGVzIjpbImFkbWluIiwidXNlciJdfQ.VHpxmxKVKpsn2Iytqc_6Z1U1NtiX3EgVki4PmA-J3Pg

一般是将它放入HTTP请求的Header Authorization字段中

Authorization: Bearer

这里可以打开nuget:https://www.nuget.org/packages/JWT.Standard/，或者在vs中使用

输入jwt.standard找到nuget包下载

1.生成jwt数据

在需要使用的地方输入如下C#代码：

var jwtp = new JWTPackage<UserModel>(new UserModel()
{
    Id = "",
    Name = "yswenli",
    Role = "Admin"
}, , _pwd);
var keyValuePair = jwtp.GetAuthorizationBearer();
context.HttpContext.Response.Headers[keyValuePair.Key] = keyValuePair.Value;

这样就将需要的jwt内容信息加入到Http头部中，当然可以使用如下方式，以参数数据的方式传递，从而避免跨域问题

     var password = Guid.NewGuid().ToString("N");

     var jwtp1 = new JWTPackage<User>(new User()
     {
         Id = "",
         Name = "yswenli",
         Role = "Admin"
     }, , password);

     var sign = jwtp1.Signature;    

2.jwt解析验证

JWTPackage<T>中使用JWTPackage<T>.Parse方法解析jwt的内容，如果内容是header中的参数，则快捷解析验证代码如下：

 var result = string.Empty;
 try
 {
     if (context.HttpContext.Request.Headers.ContainsKey(keyValuePair.Key))
     {
         var val = context.HttpContext.Request.Headers[keyValuePair.Key].ToString();

         val = val.Replace(JWTPackage.Prex, "");

         var jwt = JWTPackage<UserModel>.Parse(val, pwd);

         result = "OK";
     }
 }
 catch (IllegalTokenException iex)
 {
     result = $"解析失败：{iex.Message}";
 }
 catch (TokenExpiredException tex)
 {
     result = $"解析失败：{tex.Message}";
 }
 catch (SignatureVerificationException sex)
 {
     result = $"解析失败：{sex.Message}";
 }
 catch (Exception ex)
 {
     result = $"解析失败：{ex.Message}";
 }
 return result;

四、JWT的问题

经过上述的简单介绍，JWT不仅可用于认证，还可用于信息交换，善用JWT有助于减少服务器请求数据的次数。但是如果不正确的使用JWT也会造成安全问题，主要几点如下：

1.保护好secret私钥，加密的密码不能泄漏，否则就失去了签名的意义了

2.Replay Attacks，JWT的消息体中最好加入生成时间，在后端中进行时间判定，小于规定时间的直接拦截

3.不应该在JWT的payload部分存放敏感信息，因为该部分是客户端可解密的部分

4.建议的方式是通过SSL加密的传输（https协议），从而避免敏感信息被嗅探

转载请标明本文来源：https://www.cnblogs.com/yswenli/p/13510050.html
更多内容欢迎star我的的github：https://github.com/cnwenli/JWT.Net
如果发现本文有什么问题和任何建议，也随时欢迎交流~