.net core 微信支付-微信小程序支付(服务端C#代码)

前言

前段时间研究了下微信支付-小程序支付的功能。但微信支付文档中关于.net C#的语言的sdk没有，只有java go 和php版本的，当然社区也有很多已经集成好的微信支付.net core sdk，比如盛派家的（Senparc.Weixin），DotNetCore.SKIT.FlurlHttpClient.Wechat , paylink等，但他们的框架又都太臃肿了（功能太多太强大集成度也复杂），我只需要个小程序微信支付即可，而且用他们的sdk还得先学习下他们的文档，拿来主义固然好，主要的是我希望更清晰的了解微信支付的流程和集成方式，使用他们的sdk等以后对微信支付流程有更清晰的了解后再用也不迟，所以打算自己实现。在此整理下以防自己忘了。

接入前准备这里就不提了，参考官方文档，一步一步来就可以了。

实现思路

java和C# 基本上差不多，照着Java的sdk来就可以了。

这里涉及到几个关键配置。

• 商户号 mchid
• 商户注册申请和商户apiv3证书（APIv3证书私钥） private.key 调用微信api时签名使用
• 商户apiv3证书密钥 merchant_serial_no
• 微信平台证书的公钥 public.key 验证微信响应时验签使用
• 小程序的 appid
• 对应小程序的支付用户的openid

小程序支付流程

发起支付

发起支付的文档参考小程序下单

这里的小程序下单并不会直接发起支付，而是生成一个预订单号，prepay_id，当有了这个id后然后再调用小程序发起支付接口进行实际支付。

以下是代码小程序下单的C#版

/// <summary>
/// 下单对应的请求DTO
/// </summary>
public class WeiXinPayOrderRequestDTO
    {
        /// <summary>
        /// 应用id
        /// </summary>
        public string appid { get; set; }

        /// <summary>
        /// 商户id
        /// </summary>
        public string mchid { get; set; }

        /// <summary>
        /// 商品描述
        /// </summary>
        public string description { get; set; }

        /// <summary>
        /// 商户系统内部订单号，只能是数字、大小写字母_-*且在同一个商户号下唯一。
        /// </summary>
        public string out_trade_no { get; set; }

        /// <summary>
        /// 订单失效时间，遵循rfc3339标准格式，格式为yyyy-MM-DDTHH:mm:ss+TIMEZONE，yyyy-MM-DD表示年月日，
        /// T出现在字符串中，表示time元素的开头，HH:mm:ss表示时分秒，TIMEZONE表示时区
        /// （+08:00表示东八区时间，领先UTC8小时，即北京时间）。
        /// 例如：2015-05-20T13:29:35+08:00表示，北京时间2015年5月20日 13点29分35秒
        /// </summary>
        public string time_expire { get; set; }

        /// <summary>
        /// 附加数据，在查询API和支付通知中原样返回，可作为自定义参数使用，实际情况下只有支付完成状态才会返回该字段。
        /// 本系统存放的是订单id
        /// </summary>
        public string attach { get; set; }

        /// <summary>
        ///  通知URL必须为直接可访问的URL，不允许携带查询串，要求必须为https地址。
        /// </summary>
        public string notify_url { get; set; }

        /// <summary>
        /// 是否开通发票
        /// </summary>
        public bool support_fapiao { get; private set; } = false;

        /// <summary>
        /// 订单金额
        /// </summary>
        public WeiXinPayOrderAmout amount { get; set; }

        /// <summary>
        /// 支付人
        /// </summary>
        public WeiXinPayOrderPayer payer { get; set; }

        /// <summary>
        /// 结算信息
        /// </summary>
        public WeiXinPayOrderSettleInfo settle_info { get; private set; } = new WeiXinPayOrderSettleInfo
        {
            profit_sharing = false,
        };
    }

public class WeiXinPayOrderAmout
    {
        /// <summary>
        ///总金额
        /// </summary>
        public int total { get; set; }

        /// <summary>
        /// CNY：人民币，境内商户号仅支持人民币。
        /// </summary>
        public string currency { get; private set; } = "CNY";
    }
public class WeiXinPayOrderPayer
    {
        /// <summary>
        /// 小程序对应的用户openid
        /// </summary>
        public string openid { get; set; }
    }

public class WeiXinPayOrderSettleInfo
    {
        /// <summary>
        /// 是否指定分账
        /// </summary>
        public bool profit_sharing { get; set; }
    }

接下来是提交订单

 public async Task<WeiXinPayOrderResponseDTO> SubmitOrderAsync(WeiXinPayOrderRequestDTO request)
 {
     string nonceStr = StringUtils.RandomNonceString(10);
     long timeStamp = DateTimeHelper.NowTimeStamp();
     HttpRequestMessage httpRequest = new()
     {
         Method = HttpMethod.Post
     };
     request.appid = options.AppId;
     request.mchid = options.Mchid;
     string json = request.ToJson();
     httpRequest.Content = new StringContent(json, Encoding.UTF8, "application/json");
     httpRequest.Headers.Add("Accept", "*/*");
     httpRequest.Headers.Add("User-Agent", "dotnet/6.0");

     httpRequest.RequestUri = new Uri("https://api.mch.weixin.qq.com/v3/pay/transactions/jsapi");
     string orderTosignData = BuildSubmitOrderToSignData(httpRequest.Method, httpRequest.RequestUri, timeStamp, nonceStr, json);
     string signature = "";
     // 创建RSA加密服务提供程序实例
     using (RSACryptoServiceProvider rsa = new RSACryptoServiceProvider())
     {
         // 加载私钥
         rsa.ImportFromPem(options.ApiPrivateKeyContent);

         // 将待签名的数据转换为字节数组
         byte[] dataBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(orderTosignData);

         // 计算SHA256 with RSA签名
         byte[] signatureBytes = rsa.SignData(dataBytes, HashAlgorithmName.SHA256, RSASignaturePadding.Pkcs1);

         // 将签名结果进行Base64编码
         signature = Convert.ToBase64String(signatureBytes);

         // 输出签名值
         Console.WriteLine("签名值: " + signature);
     }
     string authrizationValue = $"mchid=\"{options.Mchid}\",serial_no=\"{options.ApiSerialNumber}\",nonce_str=\"{nonceStr}\",timestamp=\"{timeStamp}\",signature=\"{signature}\"";
     httpRequest.Headers.Authorization = new System.Net.Http.Headers.AuthenticationHeaderValue("WECHATPAY2-SHA256-RSA2048", authrizationValue);
     HttpResponseMessage response = await httpClient.SendAsync(httpRequest);
     string responseString = await response.Content.ReadAsStringAsync();
     Console.WriteLine($"Response: {responseString}");
     var orderResult = Newtonsoft.Json.JsonConvert.DeserializeObject<WeiXinPayOrderResponseDTO>(responseString);

     return orderResult;
 }

然后是调用微信支付所需要的requestPayment body

public class WeiXinPayrequestPayment
{
    /// <summary>
    /// 时间戳
    /// </summary>
    public string timeStamp { get; set; }

    /// <summary>
    /// 随机字符
    /// </summary>
    public string nonceStr { get; set; }

    /// <summary>
    /// 支付的预支付号
    /// </summary>
    public string package { get; set; }

    /// <summary>
    /// 签名类型
    /// </summary>
    public string signType { get; } = "RSA";

    /// <summary>
    /// 小程序支付发起的签名
    /// </summary>
    public string paySign { get; set; }

}
public async Task<WeiXinPayrequestPayment> WeiXinPayrequestPayment(string prepayId)
{
    string nonceStr = StringUtils.RandomNonceString(16);
    string timeStamp = DateTimeHelper.NowTimeStamp().ToString();
    string package = $"prepay_id={prepayId}";
    string dataToSign = options.AppId + "\n" + timeStamp + "\n" + nonceStr + "\n" + package + "\n";
    string sign = "";
    // 创建RSA加密服务提供程序实例
    using (RSACryptoServiceProvider rsa = new RSACryptoServiceProvider())
    {
        // 加载私钥
        rsa.ImportFromPem(options.ApiPrivateKeyContent);

        // 将待签名的数据转换为字节数组
        byte[] dataBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(dataToSign);

        // 计算SHA256 with RSA签名
        byte[] signatureBytes = rsa.SignData(dataBytes, HashAlgorithmName.SHA256, RSASignaturePadding.Pkcs1);

        // 将签名结果进行Base64编码
        sign = Convert.ToBase64String(signatureBytes);
    }
    return new WeiXinPayrequestPayment
    {
        nonceStr = nonceStr,
        package = package,
        paySign = sign,
        timeStamp = timeStamp,
    };
}

微信异步通知的验签与解密

解密

微信异步通知的body中存在加密部分， 其中的body中ciphertext字段是密文，商户端需要使用apiv3的密钥进行解密，文档参见

如何加密解密敏感信息代码如下：

        private async Task<string> WechatAesGcmDecrypt(string associatedData, string nonce, string ciphertext)
        {
            GcmBlockCipher gcmBlockCipher = new GcmBlockCipher(new AesEngine());

            AeadParameters aeadParameters = new AeadParameters(
                new KeyParameter(Encoding.UTF8.GetBytes(options.ApiAESKey)),// 商户APIv3 密钥
                128,
                Encoding.UTF8.GetBytes(nonce),
                Encoding.UTF8.GetBytes(associatedData));
            gcmBlockCipher.Init(false, aeadParameters);
            byte[] data = Convert.FromBase64String(ciphertext);
            byte[] plaintext = new byte[gcmBlockCipher.GetOutputSize(data.Length)];
            int length = gcmBlockCipher.ProcessBytes(data, 0, data.Length, plaintext, 0);
            gcmBlockCipher.DoFinal(plaintext, length);
            return Encoding.UTF8.GetString(plaintext);
        }

验签：

由于签名算法中，调用微信api后微信响应的数据(response)和微信主动请求商户地址的数据（wechat request）都是使用微信平台证书的私钥进行签名的。尤为注意，验签这里必须使用微信平台证书中的公钥public_key进行验签操作。

 public async Task<bool> VerifyWeiXinSign(string nonce, long timestamp, string serial, string body, string signature)
 {
     logger.LogInformation($"开始验证微信签名，\n nonce:{nonce}" + $"\n timestamp:{timestamp}"
         + $"\n serial:{serial}\n body:{body}\n signature:{signature}");
     try
     {
         // 将Unix时间戳转换为DateTime
         DateTime dateTime = new DateTime(1970, 1, 1, 0, 0, 0, DateTimeKind.Utc).AddSeconds(timestamp).ToLocalTime();
         // 获取当前时间
         DateTime currentTime = DateTime.Now;
         // 计算时间差
         TimeSpan timeDifference = currentTime.Subtract(dateTime);
         if (timeDifference.Minutes > 20)
         {
             throw new Exception("当前请求已过期");
         }
         string dataToSign = $"{timestamp}\n{nonce}\n{body}\n";
         // 待验签的数据
         byte[] dataBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(dataToSign);

         using var reader = new StringReader(options.WechatPlatformPublicKey);
         var pemReader = new PemReader(reader);
         object obj = pemReader.ReadObject();
         RsaKeyParameters publicKeyParams = null;
         if (obj is RsaKeyParameters)
         {
             publicKeyParams = (RsaKeyParameters)obj;
         }
         else
         {
             throw new Exception("公钥内容加载失败，Invalid public key format.");
         }

         // 签名
         byte[] signatureBytes = Convert.FromBase64String(signature);
         var verifier = SignerUtilities.GetSigner("SHA256withRSA");
         verifier.Init(false, publicKeyParams);
         verifier.BlockUpdate(dataBytes, 0, dataBytes.Length);
         bool isVaild = verifier.VerifySignature(signatureBytes);
         logger.LogInformation($"微信验证结果 nonce:{nonce} isVaild:{isVaild}");
         return isVaild;
     }
     catch (Exception ex)
     {
         throw;
     }
     finally
     {
         logger.LogInformation($"结束验证微信签名");
     }
 }

注意事项

1. 第三方（商户）调用微信api的签名中使用的密钥 都是商户apiv3证书的私钥进行签名的也就是private_key。
2. 在微信通知到第三方的通知url上或者调用完微信接口后的Response，必须使用微信平台证书的公钥进行验签的，也就是publick_key。
3. 由于微信调整，微信平台证书可能会定期更换，这里需要定期更新微信平台证书的公钥。具体参考平台证书更换指引由于我只处于研究阶段，所以这里的微信平台证书自动更换就没往下研究。

参考链接

微信支付文档-小程序支付场景

微信支付文档-接入前准备-小程序支付

微信支付文档-签名

微信支付文档-关键概念