实践剖析.NET Core如何支持Cookie滑动过期和JWT混合认证授权

Posted 2022-02-04 dotNET跨平台

【导读】为防止JWT Token被窃取，我们将Token置于Cookie中，但若与第三方对接，调用我方接口进行认证、授权此时仍需将Token置于请求头，通过实践并联系理论，我们继续开始整活

首先我们实现Cookie认证，然后再次引入JWT，最后在结合二者使用时联系其他我们可能需要注意的事项

Cookie认证

在startup中我们添加cookie认证服务，如下：

services.AddAuthentication(options =>

    options.DefaultAuthenticateScheme = CookieAuthenticationDefaults.AuthenticationScheme;
    options.DefaultChallengeScheme = CookieAuthenticationDefaults.AuthenticationScheme;
)
.AddCookie(options =>

    options.ExpireTimeSpan = TimeSpan.FromMinutes(1);
    options.Cookie.Name = "user-session";
    options.SlidingExpiration = true;
);

接下来则是使用认证和授权中间件，注意将其置于路由和终结点终结点之间，否则启动也会有明确异常提示

app.UseRouting();

app.UseAuthentication();

app.UseAuthorization();

app.UseEndpoints(endpoints =>

  ......
);

我们给出测试视图页，并要求认证即控制器添加特性

[Authorize]
public class HomeController : Controller

    public IActionResult Index()
    
        return View();
    

当进入首页，未认证默认进入account/login，那么接下来创建该视图

public class AccountController : Controller

    [AllowAnonymous]
    public IActionResult Login()
    
      return View();
    
    ......

我们启动程序先看看效果

如上图，自动跳转至登录页，此时我们点击模拟登录按钮，发起请求去模拟登录(发起ajax请求代码就占不用篇幅给出了)

/// <summary>
/// 模拟登录
/// </summary>
/// <returns></returns>
[HttpPost]
[AllowAnonymous]
public async Task<IActionResult> TestLogin()

    var claims = new Claim[]
    
      new Claim(ClaimTypes.Name, "Jeffcky"),
    ;

    var claimsIdentity = new ClaimsIdentity(claims, "Login");

    await HttpContext.SignInAsync(CookieAuthenticationDefaults.AuthenticationScheme, new ClaimsPrincipal(claimsIdentity));

    return Ok();

上述无非就是构建身份以及该身份下所具有的身份属性，类似个人身份证唯一标识个人，身份证上各个信息即表示如上声明

同时呢，肯定要调用上下文去登录，在整个会话未过期之前，根据认证方案获取对应处理方式，最后将相关信息进行存储等等，有兴趣的童鞋可以去了解其实现细节哈

当我们请求过后，再次访问首页，将看到生成当前会话信息，同时我们将会话过期设置为1分钟，在1分钟内未进行会话，将自动重定向至登录页

注意如上标注并没有值，那么这个值可以设置吗？当然可以，在开始配置时我们并未给出，那么这个属性又代表什么含义呢？

options.Cookie.MaxAge = TimeSpan.FromMinutes(2);

那么结合ExpireTimeSpan和MaxAge使用，到底代表什么意思呢？我们暂且撇开滑动过期设置

ExpireTimeSpan表示用户身份认证票据的生命周期，它是认证cookie的有效负载，存储的cookie值是一段加密字符串，在每次请求时，web应用程序都会根据请求对其进行解密

MaxAge控制着cookie的生命周期，若cookie过期，浏览器将会自动清除，如果没有设置该值，实质上它的生命周期就是ExpireTimeSpan，那么它到底有何意义呢？

上述我们设置票据的生命周期为1分钟，同时我们控制cookie的生命周期为2分钟，若在2分钟内关闭浏览器或重启web应用程序，此时cookie生命周期并未过期，所以仍将处于会话状态即无需登录，若未设置MaxAge，关闭浏览器或重启后将自动清除其值即需登录，当然一切前提是未手动清除浏览器cookie

问题又来了，在配置cookie选项中，还有一个也可以设置过期的属性

options.Cookie.Expiration = TimeSpan.FromMinutes(3);

当配置ExpireTimeSpan或同时配置MaxAge时，无需设置Expiration，因为会抛出异常

JWT认证

上述已经实现Cookie认证，那么在与第三方进行对接时，我们要使用JWT认证，我们又该如何处理呢？

首先我们添加JWT认证服务

.AddJwtBearer(options =>

    options.TokenValidationParameters = new TokenValidationParameters
    
      ValidateIssuerSigningKey = true,
      IssuerSigningKey = new SymmetricSecurityKey(Encoding.UTF8.GetBytes("1234567890123456")),
      ValidateIssuer = true,
      ValidIssuer = "http://localhost:5000",
      ValidateAudience = true,
      ValidAudience = "http://localhost:5001",
      ValidateLifetime = true,
      ClockSkew = TimeSpan.FromMinutes(5)
    ;
);

将JWT Token置于cookie中，此前文章已有讲解，这里我们直接给出代码，先生成Token

private string GenerateToken(Claim[] claims)

    var key = new SymmetricSecurityKey(Encoding.UTF8.GetBytes("1234567890123456"));

    var token = new JwtSecurityToken(
      issuer: "http://localhost:5000",
      audience: "http://localhost:5001",
      claims: claims,
      notBefore: DateTime.Now,
      expires: DateTime.Now.AddMinutes(5),
      signingCredentials: new SigningCredentials(key, SecurityAlgorithms.HmacSha256)
    );

    return new JwtSecurityTokenHandler().WriteToken(token);

在登录方法中，将其写入响应cookie中，如下这般

/// <summary>
/// 模拟登录
/// </summary>
/// <returns></returns>
[HttpPost]
[AllowAnonymous]
public async Task<IActionResult> TestLogin()

    var claims = new Claim[]
    
      new Claim(ClaimTypes.Name, "Jeffcky"),
    ;

    var claimsIdentity = new ClaimsIdentity(claims, "Login");

    Response.Cookies.Append("x-access-token", GenerateToken(claims),
      new CookieOptions()
      
        Path = "/",
        HttpOnly = true
      );

    await HttpContext.SignInAsync(CookieAuthenticationDefaults.AuthenticationScheme, new ClaimsPrincipal(claimsIdentity));

 return Ok();

那么JWT是如何验证Token的呢？默认是从请求去取Bearer Token值，若成功取到这赋值给如下context.Token，所以此时我们需要手动从cookie中取出token并赋值

options.Events = new JwtBearerEvents

    OnMessageReceived = context =>
    
        var accessToken = context.Request.Cookies["x-access-token"];

        if (!string.IsNullOrEmpty(accessToken))
        
            context.Token = accessToken;
        

        return Task.CompletedTask;
    
;

一切已就绪，接下来我们写个api接口测试验证看看

[Authorize("Bearer")]
[Route("api/[controller]/[action]")]
[ApiController]
public class JwtController : ControllerBase

    [HttpGet]
    public IActionResult Test()
    
      return Ok("test jwt");
    

思考一下，我们通过Postman模拟测试，会返回401吗？结果会是怎样的呢？

问题不大，主要在于该特性参数为声明指定策略，但我们需要指定认证方案即scheme，修改成如下：

如此在与第三方对接时，请求返回token，后续将token置于请求头中即可验证通过，同时上述取cookie中token并手动赋值，对于对接第三方则是多余，不过是为了诸多其他原因而已

[Authorize(AuthenticationSchemes = "Bearer,Cookies")]

注意混合认证方案设置存在顺序，后者将覆盖前者即如上设置，此时将走cookie认证

滑动过期思考扩展

若我们实现基于Cookie滑动过期，同时使用signalr进行数据推送，势必存在问题，因为会一直刷新会话，那么将导致会话永不过期问题，从安全层面角度考虑，我们该如何处理呢？

我们知道票据生命周期存储在上下文AuthenticationProperties属性中，所以在配置Cookie选项事件中我们可以进行自定义处理

public class CookieAuthenticationEventsExetensions : CookieAuthenticationEvents

    private const string TicketIssuedTicks = nameof(TicketIssuedTicks);

    public override async Task SigningIn(CookieSigningInContext context)
    
        context.Properties.SetString(
          TicketIssuedTicks,
          DateTimeOffset.UtcNow.Ticks.ToString());

        await base.SigningIn(context);
    

    public override async Task ValidatePrincipal(
      CookieValidatePrincipalContext context)
    
        var ticketIssuedTicksValue = context
          .Properties.GetString(TicketIssuedTicks);

        if (ticketIssuedTicksValue is null ||
          !long.TryParse(ticketIssuedTicksValue, out var ticketIssuedTicks))
        
          await RejectPrincipalAsync(context);
          return;
        

        var ticketIssuedUtc =
          new DateTimeOffset(ticketIssuedTicks, TimeSpan.FromHours(0));

        if (DateTimeOffset.UtcNow - ticketIssuedUtc > TimeSpan.FromDays(3))
        
          await RejectPrincipalAsync(context);
          return;
        

        await base.ValidatePrincipal(context);
    

    private static async Task RejectPrincipalAsync(
      CookieValidatePrincipalContext context)
    
        context.RejectPrincipal();
        await context.HttpContext.SignOutAsync();
    

在添加Cookie服务时，有对应事件选项，使用如下

options.EventsType = typeof(CookieAuthenticationEventsExetensions);

扩展事件实现表示在第一次会话到当前时间截止超过3天，则自动重定向至登录页，最后将上述扩展事件进行注册即可