NET Core 多身份校验与策略模式

黔东泉客

背景需求：
  系统需要对接到XXX官方的API，但因此官方对接以及管理都十分严格。而本人部门的系统中包含诸多子系统，系统间为了稳定，程序间多数固定Token+特殊验证进行调用，且后期还要提供给其他兄弟部门系统共同调用。
  原则上：每套系统都必须单独接入到官方，但官方的接入复杂，还要官方指定机构认证的证书等各种条件，此做法成本较大。
so：
  为了解决对接的XXX官方API问题，我们搭建了一套中继系统，顾名思义：就是一套用于请求中转的中继系统。在系统搭建的时，Leader提出要做多套鉴权方案，必须做到 动静结合 身份鉴权。
  动静结合：就是动态Token 和 静态固定Token。
    动态Token：用于兄弟部门系统或对外访问到此中继系统申请的Token，供后期调用对应API。
    固定Token：用于当前部门中的诸多子系统，提供一个超级Token，此Token长期有效，且不会随意更换。
入坑：
  因为刚来第一周我就接手了这个项目。项目处于申请账号阶段，即将进入开发。对接的是全英文文档（申请/对接流程/开发API....），文档复杂。当时我的感觉：OMG，这不得跑路？整个项目可谓难度之大。然后因为对内部业务也不熟悉，上手就看了微服务等相关系统代码，注：每套系统之间文档少的可怜，可以说系统无文档状态。
  项目移交的时候，Leader之说让我熟悉并逐渐进入开发，让我请教同事。好嘛，请教了同事。同事也是接了前任离职的文档而已，大家都不是很熟悉。于是同事让我启新的项目也是直接对接微服务形式开发，一顿操作猛如虎。
  项目开发第二周，已经打出框架模型并对接了部分API。此时，Leader开会问进度，结果来一句：此项目使用独立API方式运行，部署到Docker，不接入公司的微服务架构。好嘛，几天功夫白费了，真是取其糟粕去其精华~，恢复成WebAPI。
技术实现：
  因为之前对身份认证鉴权这一块没有做太多的深入了解，Leader工期也在屁股追，就一句话：怎么快怎么来，先上后迭代。好嘛，为了项目方便，同时为了符合动静结合的身份认证鉴权 。于是，我用了 JWT+自定义身份认证 实现了需求。
方案一：多身份认证+中间件模式实现
添加服务：Services.AddAuthentication 默认使用JWT

1.  //多重身份认证
2. //默认使用JWT,如果Controller使用 AuthenticationSchemes 则采用指定的身份认证
3. Services.AddAuthentication(options =>
4. {
5.     options.AddScheme<CustomAuthenticationHandler>(CustomAuthenticationHandler.AuthenticationSchemeName, CustomAuthenticationHandler.AuthenticationSchemeName);
6.     options.DefaultAuthenticateScheme = JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme;
7.     options.DefaultChallengeScheme = JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme;
8. })
9. .AddJwtBearer(options =>
10. {
11.     options.RequireHttpsMetadata = false;//设置元数据地址或权限是否需要HTTPs
12.     options.SaveToken = true;
13.     options.TokenValidationParameters = new TokenValidationParameters
14.     {
15.         ValidateIssuer = true,
16.         ValidateAudience = true,
17.         ValidateLifetime = true,
18.         ValidateIssuerSigningKey = true,
19.         ValidIssuer = builder.Configuration["Jwt:Issuer"],
20.         ValidAudience = builder.Configuration["Jwt:Audience"],
21.         IssuerSigningKey = new SymmetricSecurityKey(Encoding.UTF8.GetBytes(builder.Configuration["Jwt:SecretKey"]!))
22.     };
23.     options.Events = new CustomJwtBearerEvents();
24. });

复制代码

自定义身份认证 CustomAuthenticationHandler.cs代码

1.     public class CustomAuthenticationHandler : AuthenticationHandler<AuthenticationSchemeOptions>
2.     {
3.         public const string AuthenticationSchemeName = "CustomAuthenticationHandler";
4.         private readonly IConfiguration _configuration;
5.         public CustomAuthenticationHandler(
6.             IOptionsMonitor<AuthenticationSchemeOptions> options,
7.             ILoggerFactory logger,
8.             UrlEncoder encoder,
9.             ISystemClock clock,
10.             IConfiguration configuration)
11.             : base(options, logger, encoder, clock)
12.         {
13.             _configuration = configuration;
14.         }
15.         /// <summary>
16.         /// 固定Token认证
17.         /// </summary>
18.         /// <returns></returns>
19.         protected override async Task<AuthenticateResult> HandleAuthenticateAsync()
20.         {
21.             string isAnonymous = Request.Headers["IsAnonymous"].ToString();
22.             if (!string.IsNullOrEmpty(isAnonymous))
23.             {
24.                 bool isAuthenticated = Convert.ToBoolean(isAnonymous);
25.                 if (isAuthenticated)
26.                     return AuthenticateResult.NoResult();
27.             }
29.             string authorization = Request.Headers["Authorization"].ToString();
30.             // "Bearer " --> Bearer后面跟一个空格
31.             string token = authorization.StartsWith("Bearer ") ? authorization.Remove(0, "Bearer ".Length) : authorization;
32.             if (string.IsNullOrEmpty(token))
33.                 return AuthenticateResult.Fail("请求头Authorization不允许为空。");
35.             //通过密钥，进行加密、解密对比认证
36.             if (!VerifyAuthorization(token))
37.                 return AuthenticateResult.Fail("传入的Authorization身份验证失败。");
40.             return AuthenticateResult.Success(GetTicket());
41.         }
42.         private AuthenticationTicket GetTicket()
43.         {
44.             // 验证成功，创建身份验证票据
45.             var claims = new[]
46.             {
47.                 new Claim(ClaimTypes.Role, "Admin"),
48.                 new Claim(ClaimTypes.Role, "Public"),
49.             };
50.             var identity = new ClaimsIdentity(claims, Scheme.Name);
51.             var principal = new ClaimsPrincipal(identity);
52.             var ticket = new AuthenticationTicket(principal, new AuthenticationProperties(), this.Scheme.Name);
53.             return ticket;
54.         }
55.         private bool VerifyAuthorization(string token)
56.         {
57.             //token: [0]随机生成64位字符串，[1]载荷数据，[2]采用Hash对[0]+[1]的签名
58.             var tokenArr = token.Split('.');
59.             if (tokenArr.Length != 3)
60.             {
61.                 return false;
62.             }
63.             try
64.             {
65.                 //1、先比对签名串是否一致
66.                 string signature = tokenArr[1].Hmacsha256HashEncrypt().ToLower();
67.                 if (!signature.Equals(tokenArr[2].ToLower()))
68.                 {
69.                     return false;
70.                 }
72.                 //解密
73.                 var aecStr = tokenArr[1].Base64ToString();
74.                 var clientId = aecStr.DecryptAES();
75.                 //2、再验证载荷数据的有效性
76.                 var clientList = _configuration.GetSection("FixedClient").Get<List<FixedClientSet>>();
77.                 var clientData = clientList.SingleOrDefault(it => it.ClientID.Equals(clientId));
78.                 if (clientData == null)
79.                 {
80.                     return false;
81.                 }
82.             }
83.             catch (Exception)
84.             {
85.                 throw;
86.             }
88.             return true;
89.         }
90.     }

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使用中间件：UseMiddleware

1. app.UseAuthentication();
2. //中间件模式：自定义认证中间件:双重认证选其一
3. //如果使用 策略，需要注释掉 中间件
4. app.UseMiddleware<FallbackAuthenticationMiddleware>(); //使用中间件实现
5. app.UseAuthorization();

复制代码

中间件FallbackAuthenticationMiddleware.cs代码实现

1.    public class FallbackAuthenticationMiddleware
2.   {
3.       private readonly RequestDelegate _next;
4.       private readonly IAuthenticationSchemeProvider _schemeProvider;
6.       public FallbackAuthenticationMiddleware(RequestDelegate next, IAuthenticationSchemeProvider schemeProvider)
7.       {
8.           _next = next;
9.           _schemeProvider = schemeProvider;
10.       }
11.       /// <summary>
12.       /// 身份认证方案
13.       /// 默认JWT。JWT失败，执行自定义认证
14.       /// </summary>
15.       /// <param name="context"></param>
16.       /// <returns></returns>
17.       public async Task InvokeAsync(HttpContext context)
18.       {
19.           var endpoints = context.GetEndpoint();
20.           if (endpoints == null || !endpoints.Metadata.OfType<IAuthorizeData>().Any() || endpoints.Metadata.OfType<IAllowAnonymous>().Any())
21.           {
22.               await _next(context);
23.               return;
24.           }
26.           //默认JWT。JWT失败，执行自定义认证
27.           var result = await Authenticate_JwtAsync(context);
28.           if (!result.Succeeded)
29.               result = await Authenticate_CustomTokenAsync(context);
31.           // 设置认证票据到HttpContext中
32.           if (result.Succeeded)
33.               context.User = result.Principal;
35.           await _next(context);
36.       }
37.       /// <summary>
38.       /// JWT的认证
39.       /// </summary>
40.       /// <param name="context"></param>
41.       /// <returns></returns>
42.       private async Task<dynamic> Authenticate_JwtAsync(HttpContext context)
43.       {
44.           var verify = context.User?.Identity?.IsAuthenticated ?? false;
45.           string authenticationType = context.User.Identity.AuthenticationType;
46.           if (verify && authenticationType != null)
47.           {
48.               return new { Succeeded = verify, Principal = context.User, Message = "" };
49.           }
51.           await Task.CompletedTask;
53.           // 找不到JWT身份验证方案，或者无法获取处理程序。
54.           return new { Succeeded = false, Principal = new ClaimsPrincipal { }, Message = "JWT authentication scheme not found or handler could not be obtained." };
55.       }
57.       /// <summary>
58.       /// 自定义认证
59.       /// </summary>
60.       /// <param name="context"></param>
61.       /// <returns></returns>
62.       private async Task<dynamic> Authenticate_CustomTokenAsync(HttpContext context)
63.       {
64.           // 自定义认证方案的名称
65.           var customScheme = "CustomAuthenticationHandler";
67.           var fixedTokenHandler = await context.RequestServices.GetRequiredService<IAuthenticationHandlerProvider>().GetHandlerAsync(context, customScheme);
68.           if (fixedTokenHandler != null)
69.           {
70.               var Res = await fixedTokenHandler.AuthenticateAsync();
71.               return new { Res.Succeeded, Res.Principal, Res.Failure?.Message };
72.           }
74.           //找不到CustomAuthenticationHandler身份验证方案，或者无法获取处理程序。
75.           return new { Succeeded = false, Principal = new ClaimsPrincipal { }, Message = "CustomAuthenticationHandler authentication scheme not found or handler could not be obtained." };
77.       }
78.   }

复制代码

方案二：通过[Authorize]标签的AuthenticationSchemes
因为中间件还要多维护一段中间件的代码，显得略微复杂，于是通过[Authorize(AuthenticationSchemes = "")]方式。

1.      //使用特定身份认证   
2.     //[Authorize(AuthenticationSchemes = CustomAuthenticationHandler.AuthenticationSchemeName)]
3.     //任一身份认证
4.     [Authorize(AuthenticationSchemes = $"{CustomAuthenticationHandler.AuthenticationSchemeName},{JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme}")]
5.     public class DataProcessingController : ControllerBase
6.     {
7.     }

复制代码

方案二：通过[Authorize]标签的policy
  如果还有其他身份认证，那不断增加AuthenticationSchemes拼接在Controller的头顶，显得不太好看，且要是多个Controller使用，也会导致维护麻烦，于是改用策略方式。
  在Program.cs添加服务AddAuthorization。使用策略的好处是增加易维护性。

1.  //授权策略
2. //Controller使用 policy 则采用指定的策略配置进行身份认证
3. builder.Services.AddAuthorization(option =>
4. {
5.     option.AddPolicy(CustomPolicy.Policy_A, policy => policy
6.             .RequireAuthenticatedUser()
7.             .AddAuthenticationSchemes(CustomAuthenticationHandler.AuthenticationSchemeName, JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme)
8.             );
10.     option.AddPolicy(CustomPolicy.Policy_B, policy => policy
11.             .RequireAuthenticatedUser()
12.             .AddAuthenticationSchemes(CustomAuthenticationHandler.AuthenticationSchemeName)
13.             );
15.     option.AddPolicy(CustomPolicy.Policy_C, policy => policy
16.             .RequireAuthenticatedUser()
17.             .AddAuthenticationSchemes(JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme)
18.             );
19. });

复制代码

1.      //使用特定策略身份认证
2.     [Authorize(policy:CustomPolicy.Policy_B)]
3.     public class DataProcessingController : ControllerBase
4.     {
5.     }

复制代码

1.      /// <summary>
2.     /// 策略类
3.     /// </summary>
4.     public static class CustomPolicy
5.     {
6.         public const string Policy_A= "Policy_A";
8.         public const string Policy_B = "Policy_B";
10.         public const string Policy_C = "Policy_C";
11.     }

复制代码

 最后附上截图：
添加服务：

使用中间件：

控制器：

这样，整套中继系统就能完美的满足Leader的需求，且达到预期效果。
源码Demo：https://gitee.com/LaoPaoE/project-demo.git
最后附上：
AuthorizeAttribute 同时使用 Policy 和 AuthenticationSchemes 和 Roles 时是怎么鉴权的流程：

• AuthenticationSchemes鉴权：
  
  
  
  • AuthenticationSchemes 属性指定了用于验证用户身份的认证方案（如Cookies、Bearer Tokens等）。
    
  • ASP.NET Core会根据这些认证方案对用户进行身份验证。如果用户未通过身份验证（即未登录或未提供有效的认证信息），则请求会被拒绝，并可能重定向到登录页面。
    
  
  
• Roles鉴权（如果指定了Roles）：
  
  
  
  • 如果AuthorizeAttribute中还指定了 Roles 属性，那么除了通过身份验证外，用户还必须属于这些角色之一。
    
  • ASP.NET Core会检查用户的角色信息，以确定用户是否属于 Roles  属性中指定的一个或多个角色。
    
  
  
• Policy鉴权（如果指定了Policy）：
  
  
  
  • Policy 属性指定了一个或多个授权策略，这些策略定义了用户必须满足的额外条件才能访问资源。
    
  • ASP.NET Core会调用相应的 IAuthorizationHandler 来评估用户是否满足该策略中的所有要求。这些要求可以基于角色、声明（Claims）、资源等定义。
    
  • 如果用户不满足策略中的任何要求，则授权失败，并返回一个HTTP 403 Forbidden响应。
    
  
  

鉴权顺序和组合

• 通常，AuthenticationSchemes的验证会首先进行，因为这是访问任何受保护资源的前提。
  
• 如果AuthenticationSchemes验证通过，接下来会根据是否指定了Roles和Policy来进一步进行鉴权。
  
• Roles和Policy的鉴权顺序可能因ASP.NET Core的具体版本和配置而异，但一般来说，它们会作为独立的条件进行评估。
  
• 用户必须同时满足AuthenticationSchemes、Roles（如果指定）和Policy（如果指定）中的所有条件，才能成功访问受保护的资源。
  

注意事项

• 在某些情况下，即使AuthenticationSchemes和Roles验证都通过，但如果Policy中的要求未得到满足，用户仍然无法访问资源。
  
• 可以通过自定义 IAuthorizationRequirement 和 IAuthorizationHandler 来实现复杂的授权逻辑，以满足特定的业务需求。
  
• 确保在应用程序的身份验证和授权配置中正确设置了AuthenticationSchemes、Roles和Policy，以便它们能够协同工作，提供有效的访问控制。
  

来源:https://www.cnblogs.com/LaoPaoEr/p/18388246
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