ASP.NET Core 使用Cookie验证身份

Posted 2021-05-02 dotNET跨平台

ASP.NET Core 1.x提供了通过Cookie 中间件将用户主体序列化为一个加密的Cookie，然后在后续请求中验证Cookie并重新创建主体，并将其分配给HttpContext.User属性。如果您要提供自己的登录界面和用户数据库，可以使用作为独立功能的Cookie中间件。

ASP.NET Core 2.x的一个主要变化是不再存在Cookie中间件。取而代之的是在Startup.cs文件中的Configure方法中的调用UseAuthentication方法会添加设置HttpContext.User属性的 AuthenticationMiddleware 中间件。

添加配置

ASP.NET Core 1.x

按下列步骤操作：

• 在您的项目中安装Microsoft.AspNetCore.Authentication.CookiesNuGet包。此包包含Cookie中间件。

• 在Startup.cs文件中的Configure方法中添加下面的行，在app.UseMvc()语句之前：

      app.UseCookieAuthentication(new CookieAuthenticationOptions()
      {
          AccessDeniedPath = "/Account/Forbidden/",
          AuthenticationScheme = "MyCookieAuthenticationScheme",
          AutomaticAuthenticate = true,
          AutomaticChallenge = true,
          LoginPath = "/Account/Unauthorized/"
      });

ASP.NET Core 2.x

按下列步骤操作：

• 如果不使用Microsoft.AspNetCore.All 元包，则在您的项目中安装2.0版的Microsoft.AspNetCore.Authentication.CookiesNuGet包。

• 在Startup.cs文件中的Configure方法中调用UseAuthentication方法：

      app.UseAuthentication();

• 在Startup.cs文件中的ConfigureServices方法中调用AddAuthentication和AddCookie方法：

      services.AddAuthentication("MyCookieAuthenticationScheme")
              .AddCookie("MyCookieAuthenticationScheme", options => {
                  options.AccessDeniedPath = "/Account/Forbidden/";
                  options.LoginPath = "/Account/Unauthorized/";
              });

---

上面的代码片段配置了以下部分或全部选项：

• AccessDeniedPath - 当用户尝试访问资源但没有通过任何授权策略时，这是请求会重定向的相对路径资源。

• AuthenticationScheme - 这是一个已知的特定Cookie认证方案的值。当有多个Cookie验证实例，并且您想限制对一个实例的授权时，这就非常有用。

• AutomaticAuthenticate - 此标识仅适用于ASP.NET Core 1.x。它表示Cookie身份验证应在每个请求上运行，并尝试验证和重建序列化主体。

• AutomaticChallenge - 此标识仅适用于ASP.NET Core 1.x。这表示当授权失败时，1.x Cookie认证应将浏览器重定向到LoginPath或AccessDeniedPath。

• LoginPath - 当用户尝试访问资源但尚未认证时，这是请求重定向的相对路径。

其它选项包括为Cookie认证创建的设置选项，身份验证的Cookie的名称，Cookie的域和Cookie各种安全属性。默认情况下，Cookie身份验证为其创建的任何Cookie使用适当的安全选项，例如：

• 设置HttpOnly标志以防止客户端javascript中访问Cookie

• 如果请求是通过HTTPS访问，则将Cookie限制为HTTPS

创建身份认证Cookie

要创建一个保存用户信息的cookie，您必须构建一个ClaimsPrincipal 保存您希望序列化到Cookie中的信息。

ASP.NET Core 1.x

    await HttpContext.Authentication.SignInAsync("MyCookieAuthenticationScheme", principal);

ASP.NET Core 2.x

    await HttpContext.SignInAsync("MyCookieAuthenticationScheme", principal);

---

这将创建一个加密的Cookie并将其添加到当前响应中。在调用SignInAsync时，必须在配置中指定的AuthenticationScheme。

顺便提一下，使用的加密方式是ASP.NET Core的Data Protection系统。如果您在多台机器上进行托管、负载平衡或使用Web集群，则需要配置Data Protection才能使用相同的密钥和应用程序标识符。

Signing out(登出)

要退出当前用户并删除其Cookie，请在控制器中调用以下方法：

ASP.NET Core 1.x

    await HttpContext.Authentication.SignOutAsync("MyCookieAuthenticationScheme");

ASP.NET Core 2.x

    await HttpContext.SignOutAsync("MyCookieAuthenticationScheme");

---

服务端变化反馈

警告： 一旦创建了认证的Cookie，它将成为唯一的身份来源。即使您在服务系统中禁用用户，Cookie身份验证也无法了解此信息，只要Cookie有效，用户仍可登录。

Cookie认证在其选项中提供了一系列事件。ValidateAsync()事件可用于拦截和重写Cookie身份验证。

可以考虑在后端用户数据库中增加LastChanged列。为了在数据库更改时使Cookie无效，您应该首先在创建Cookie时添加一个LastChanged包含当前值的声明。数据库更改时，更新LastChanged例的值。

要重写ValidateAsync()事件的实现，您必须编写一个具有以下签名的方法：

    Task ValidateAsync(CookieValidatePrincipalContext context);

ASP.NET Core 1.x

    public static class LastChangedValidator
    {      
      public static async Task ValidateAsync(CookieValidatePrincipalContext context)        {            // Pull database from registered DI services.
           
       var userRepository = context.HttpContext.RequestServices.GetRequiredService<IUserRepository>();            var userPrincipal = context.Principal;    
            // Look for the last changed claim.
            string lastChanged;
            lastChanged = (from c in userPrincipal.Claims                            where c.Type == "LastUpdated"
                            select c.Value).FirstOrDefault();    
            if (string.IsNullOrEmpty(lastChanged) ||
                !userRepository.ValidateLastChanged(userPrincipal, lastChanged))
            {
                context.RejectPrincipal();                await context.HttpContext.Authentication.SignOutAsync("MyCookieAuthenticationScheme");
            }
        }
    }

然后，在Startup.cs文件中的Configure方法中将Cokie认证配置进行重写：

    app.UseCookieAuthentication(new CookieAuthenticationOptions
    {
        Events = new CookieAuthenticationEvents
        {
            OnValidatePrincipal = LastChangedValidator.ValidateAsync
        }
    });

ASP.NET Core 2.x

    public static class LastChangedValidator
    {     
       public static async Task ValidateAsync(CookieValidatePrincipalContext context)        {            // Pull database from registered DI services.
           
        var userRepository = context.HttpContext.RequestServices.GetRequiredService<IUserRepository>();           
         var userPrincipal = context.Principal;    
            // Look for the last changed claim.
            string lastChanged;
            lastChanged = (from c in userPrincipal.Claims                            where c.Type == "LastUpdated"
                            select c.Value).FirstOrDefault();    
            if (string.IsNullOrEmpty(lastChanged) ||
                !userRepository.ValidateLastChanged(userPrincipal, lastChanged))
            {
                context.RejectPrincipal();                await context.HttpContext.SignOutAsync("MyCookieAuthenticationScheme");
            }
        }
    }

然后，将在Startup.cs的ConfigureServices方法中将Cookie服务注册进行配置：

    services.AddAuthentication("MyCookieAuthenticationScheme")
            .AddCookie(options =>
            {
                options.Events = new CookieAuthenticationEvents
                {
                    OnValidatePrincipal = LastChangedValidator.ValidateAsync
                };
            });

---

如果要非破坏性地更新用户主体，可以调用context.ReplacePrincipal()，并将context.ShouldRenew属性设置为true。

Cookie设置选项

CookieAuthenticationOptions类提供了各种配置选项，在创建时调整Cookie的配置。

ASP.NET Core 1.x

• ClaimsIssuer是由中间件创建的任何声明时使用的Issuer属性。

• CookieDomain是提供Cookie的域名。默认情况下，这是发送请求的主机名。浏览器仅将Cookie提供给匹配的主机名。您可能希望对此进行调整，以便您的域中的任何主机都可以使用Cookie。例如，将Cookie域名设置为.contoso.com，可以使用Cookie的域名有contoso.com、www.contoso.com、staging.www.contoso.com等。

• CookieHttpOnly是一个标识，指定Cookie是否只能由服务器访问。默认为true。如果您的应用程序具有Cross-Site Scripting(XSS)的问题，更改此值可能会导致Cookie被盗用。

• CookiePath可用于隔离在相同主机名上运行的应用程序。如果你有一个应用程序在/app1中运行，并希望限制发送的Cookie只发送到该应用程序，那么您应该将CookiePath属性设置为/app1。通过这样做，Cookie只适用于对/app1或其下任何内容的请求。

• CookieSecure是一个标识，表示创建的Cookie是否应该被限制为HTTPS，HTTP或HTTPS，或与请求相同的协议。默认为SameAsRequest。

• ExpireTimeSpan是TimeSpan类型，在此时间段之后Cookie将过期。将当前日期加上此时间段为创建Cookie的到期日期。

• SlidingExpiration是一个标识，指示当超过一半的ExpireTimeSpan间隔时，Cookie到期日期是否复位。新的到期日是当前时间加上ExpireTimespan。调用SignInAsync时，可以使用AuthenticationProperties类设置绝对到期时间。绝对到期时间可以通过限制认证Cookie有效的时间来提高应用程序的安全性。

在Startup.cs文件中的Configure方法中使用CookieAuthenticationOptions的例子如下：

    app.UseCookieAuthentication(new CookieAuthenticationOptions
    {
        CookieName = "AuthCookie",
        CookieDomain = "contoso.com",
        CookiePath = "/",
        CookieHttpOnly = true,
        CookieSecure = CookieSecurePolicy.Always
    });

ASP.NET Core 2.x

ASP.NET Core 2.x 统一了用于配置Cookie的API。1.x API已被标记为过时，并且在CookieAuthenticationOptions类中引入了一种类型为CookieBuilder新的Cookie属性。建议您迁移到2.x API。

• ClaimsIssuer是由Cookie认证创建的任何声明时使用的Issuer属性。

• CookieBuilder.Domain是提供Cookie的域名。默认情况下，这是发送请求的主机名。浏览器仅将Cookie提供给匹配的主机名。您可能希望对此进行调整，以便您的域中的任何主机都可以使用Cookie。例如，将Cookie域名设置为.contoso.com，可以使用Cookie的域名有contoso.com、www.contoso.com、staging.www.contoso.com等

• CookieBuilder.HttpOnly是一个标识，指定Cookie是否只能由服务器访问。默认为true。如果您的应用程序具有Cross-Site Scripting(XSS)的问题，更改此值可能会导致Cookie被盗用。

• CookieBuilder.Path可用于隔离在相同主机名上运行的应用程序。如果你有一个应用程序在/app1中运行，并希望限制发送的Cookie只发送到该应用程序，那么您应该将CookiePath属性设置为/app1。通过这样做，Cookie只适用于对/app1或其下任何内容的请求。

• CookieBuilder.SameSite表示浏览器是否允许Cookie被附加到同一站点或跨站点的请求。默认为SameSiteMode.Lax。

• CookieBuilder.SecurePolicy是一个标识，表示创建的Cookie是否应该被限制为HTTPS，HTTP或HTTPS，或与请求相同的协议。默认为SameAsRequest。

• ExpireTimeSpan是TimeSpan类型，在此时间段之后Cookie将过期。将当前日期加上此时间段为创建Cookie的到期日期。

• SlidingExpiration是一个标识，指示当超过一半的ExpireTimeSpan间隔时，Cookie到期日期是否复位。新的到期日是当前时间加上ExpireTimespan。调用SignInAsync时，可以使用AuthenticationProperties类设置绝对到期时间。绝对到期时间可以通过限制认证Cookie有效的时间来提高应用程序的安全性。

在Startup.cs的ConfigureServices方法中使用CookieAuthenticationOptions的例子如下：

    services.AddAuthentication()
        .AddCookie(options =>
        {
            options.Cookie.Name = "AuthCookie";
            options.Cookie.Domain = "contoso.com";
            options.Cookie.Path = "/";
            options.Cookie.HttpOnly = true;
            options.Cookie.SameSite = SameSiteMode.Lax;
            options.Cookie.SecurePolicy = CookieSecurePolicy.Always;
        });

---

持久Cookie和绝对到期时间

您可能希望Cookie在浏览器会话中持续存在，并希望设置身份和Cookie传输的绝对过期时间。这种持久性应该只能是用户显示同意，在登录时的“记住我”复选框或类似的机制启用。您可以通过在创建身份认证Cookie时调用的SignInAsync方法中使用AuthenticationProperties参数来执行这些操作。例如：

ASP.NET Core 1.x

    await HttpContext.Authentication.SignInAsync(        "MyCookieAuthenticationScheme",
        principal,       
     new AuthenticationProperties
        {
            IsPersistent = true
        });

上述代码片段中使用的AuthenticationProperties类，位于Microsoft.AspNetCore.Http.Authentication命名空间中。

ASP.NET Core 2.x

    await HttpContext.SignInAsync(      
      "MyCookieAuthenticationScheme",
        principal,     
         new AuthenticationProperties
        {
            IsPersistent = true
        });

上述代码片段中使用的AuthenticationProperties类，位于Microsoft.AspNetCore.Authentication命名空间中。

---

上面的代码段创建一个身份和相应的Cookie，直到浏览器关闭。以前通过Cookie设置选项配置的任何滑动过期设置仍然有效。如果Cookie在浏览器关闭时过期，浏览器会在重新启动后清除它。如果Cookie在浏览器关闭时过期，浏览器会在重新启动后清除它。

ASP.NET Core 1.x

    await HttpContext.Authentication.SignInAsync(        "MyCookieAuthenticationScheme",
        principal,       
     new AuthenticationProperties
        {
            ExpiresUtc = DateTime.UtcNow.AddMinutes(20)
        });

ASP.NET Core 2.x

    await HttpContext.SignInAsync(     
       "MyCookieAuthenticationScheme",
        principal,       
        new AuthenticationProperties
        {
            ExpiresUtc = DateTime.UtcNow.AddMinutes(20)
        });

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上述代码段创建一个持续20分钟的身份和相应的cookie。这将忽略以前通过Cookie设置选项配置的任何滑动过期设置。

ExpiresUtc和IsPersistent属性是互斥的。

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