C#基于jwt实现分布式登录

时间：2021-10-27 09:15:47|栏目：.NET代码|点击：次

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?}");
   });
  }

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 = "1",
 Name = "yswenli",
 Role = "Admin"
}, 180, _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 = "1",
  Name = "yswenli",
  Role = "Admin"
 }, 180, 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;