TOKEN的使用及在C#中的实现

转自：https://yq.aliyun.com/articles/335021/

首先说下什么是 JWT -- JSON WEB TOKEN，网上关于它的介绍已经很多很多啦，在此，推荐给大家一篇写的比较好的文章：什么是 JWT -- JSON WEB TOKEN

以及Token的组成部分：Token存放的信息

OK，今天我想介绍的不再是理论，而是如何在C#中应用，说白了就是怎么写程序呗。

借用什么是 JWT -- JSON WEB TOKEN 文章中一句话：

基于token的鉴权机制类似于http协议也是无状态的，它不需要在服务端去保留用户的认证信息或者会话信息。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，这就为应用的扩展提供了便利。

流程上是这样的：

用户使用用户名密码来请求服务器
服务器进行验证用户的信息
服务器通过验证发送给用户一个token
客户端存储token，并在每次请求时附送上这个token值
服务端验证token值，并返回数据

这个token必须要在每次请求时传递给服务端，它应该保存在请求头里。

OK，按照上述的流程，首先我们应当拿到登录的账户，密码等信息，验证通过后，生成TOKEN并发送给客户端，之后客户端的每个请求只需带上这个TOKEN，服务器端对这个TOKEN验证，验证通过后即可访问服务器资源，。

具体在C#中如何模仿这个流程呢？

用户使用用户名密码来请求服务器
服务器进行验证用户的信息

上述二个步骤其实是个登录过程，在此不作说明！

服务器通过验证发送给用户一个token

发送给客户端一个Token，这个就需要我们生成Token了，那么怎样生成呢？理论模块可参考：Token的组成部分：Token存放的信息

1、用C#生成Token：

首先引入JWT.dll

Token生成的具体代码如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Web;
/*----------------------------------------------------------------
    Copyright (C) 2017 陈卧龙
    
    文件名：TestForToken.CommonCS
    文件功能描述：Token相关操作
----------------------------------------------------------------*/
namespace TestForToken.CommonCS
{
    public class CommonToken
    {
        public static string SecretKey = "This is a private key for Server";//这个服务端加密秘钥 属于私钥

        public static string GenToken(TokenInfo M)
        {
            var jwtcreated =
               Math.Round((DateTime.UtcNow - new DateTime(1970, 1, 1, 0, 0, 0, DateTimeKind.Utc)).TotalSeconds + 5);
            var jwtcreatedOver =
            Math.Round((DateTime.UtcNow.AddHours(2) - new DateTime(1970, 1, 1, 0, 0, 0, DateTimeKind.Utc)).TotalSeconds + 5);
            var payload = new Dictionary<string, dynamic>
                {
                    {"iss", M.iss},//非必须。issuer 请求实体，可以是发起请求的用户的信息，也可是jwt的签发者。
                    {"iat", jwtcreated},//非必须。issued at。 token创建时间，unix时间戳格式
                    {"exp", jwtcreatedOver},//非必须。expire 指定token的生命周期。unix时间戳格式
                    {"aud", M.aud},//非必须。接收该JWT的一方。
                    {"sub", M.sub},//非必须。该JWT所面向的用户
                    {"jti", M.jti},//非必须。JWT ID。针对当前token的唯一标识
                    {"UserName", M.UserName},//自定义字段 用于存放当前登录人账户信息
                    {"UserPwd", M.UserPwd},//自定义字段 用于存放当前登录人登录密码信息
                    {"UserRole", M.UserRole},//自定义字段 用于存放当前登录人登录权限信息
                };
            return JWT.JsonWebToken.Encode(payload, SecretKey,
                JWT.JwtHashAlgorithm.HS256);
        }
    }

    public class TokenInfo
    {
        public TokenInfo()
        {
            iss = "签发者信息";
            aud = "http://example.com";
            sub = "HomeCare.VIP";
            jti = DateTime.Now.ToString("yyyyMMddhhmmss");
            UserName = "jack.chen";
            UserPwd = "jack123456";
            UserRole = "HomeCare.Administrator";
        }
        //
        public string iss { get; set; }
        public string aud { get; set; }
        public string sub { get; set; }
        public string jti { get; set; }
        public string UserName { get; set; }
        public string UserPwd { get; set; }
        public string UserRole { get; set; }
    }
}

2、将生成的Token发送给客户端后，随后，客户端的每次请求只需带上这个Token即可

一般都是将Token存放在Http请求的Headers中，也就是：context.Request.Headers，那么如何接收请求头中的Token呢？接收到Token后如何验证呢？

验证TOKEN时就需要构建 MVC Action 过滤器（AuthorizeAttribute）了，不过在构建 AuthorizeAttribute 之前，有必要对 AuthorizeAttribute 说明下，如下：

首先，AuthorizeAttribute 类位于System.Web.Http 命名空间下及System.Web.Mvc命名空间下,

一般情况下，如果你需要对C# MVC 控制器的访问作认证与授权，你需要用System.Web.Mvc命名空间下的 AuthorizeAttribute ，如果你需要对C# API 控制器的访问作认证与授权，你需要用System.Web.Http 命名空间下的 AuthorizeAttribute !

OK，知道了上述两种不同命名空间下的 AuthorizeAttribute ，下面以范例作为说明：

2.1、自定义MVC ACTION 登录授权验证，（由于本篇博客主讲 Token 的验证与实现，因此，关于MVC 登录验证只做代码说明：）

2.1.1、新建一个MVC控制器，命名为BaseController，代码如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Web;
using System.Web.Mvc;
using System.Web.Security;

namespace TestForToken.Controllers
{
    public class BaseController : Controller
    {
        #region 退出登录
        /// <summary>
        /// 退出登录
        /// </summary>
        public void ClearLogin()
        {
            FormsAuthenticationTicket authTicket = new FormsAuthenticationTicket(
                   1,
                   "",
                   DateTime.Now,
                   DateTime.Now.AddMinutes(-30),
                   false,
                   "",
                   "/"
                   );
            //.ASPXAUTH
            string encryptedTicket = FormsAuthentication.Encrypt(authTicket);
            System.Web.HttpCookie authCookie = new System.Web.HttpCookie(FormsAuthentication.FormsCookieName, encryptedTicket);
            System.Web.HttpContext.Current.Response.Cookies.Add(authCookie);

        }
        #endregion

        #region 自定义过滤器
        /// <summary>
        /// 自定义过滤器
        /// </summary>
        /// <param name="filterContext"></param>
        protected override void OnActionExecuting(System.Web.Mvc.ActionExecutingContext filterContext)
        {
            string cookieName = FormsAuthentication.FormsCookieName;
            HttpCookie authCookie = System.Web.HttpContext.Current.Request.Cookies[cookieName];
            FormsAuthenticationTicket authTicket = null;
            try
            {
                authTicket = FormsAuthentication.Decrypt(authCookie.Value);
            }
            catch (Exception ex)
            {
                return;
            }
            if (authTicket != null && filterContext.HttpContext.User.Identity.IsAuthenticated)
            {
                string UserName = authTicket.Name;
                
                base.OnActionExecuting(filterContext);
            }
            else
            {
                Content("<script >top.location.href=\'/Home/Login\';</script >", "text/html");
                //filterContext.HttpContext.Response.Redirect("/Home/Logins");
            }
        }
        #endregion

        #region 读取错误信息
        /// <summary>
        /// 读取错误信息
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public string GetError()
        {
            var errors = ModelState.Values;
            foreach (var item in errors)
            {
                foreach (var item2 in item.Errors)
                {
                    if (!string.IsNullOrEmpty(item2.ErrorMessage))
                    {
                        return item2.ErrorMessage;
                    }
                }
            }
            return "";
        }
        #endregion

    }
}

2.2.2、新建一个MVC控制器，命名为HomeController，代码如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Web;
using System.Web.Mvc;
using TestForToken.Models;

namespace TestForToken.Controllers
{
    public class HomeController : BaseController
    {
        public ActionResult Login()
        {
            ClearLogin();
            string HX_userName = CommonMethod.getCookie("HX_userName");
            string HX_userPwd = CommonMethod.getCookie("HX_userPwd");
            ViewBag.HX_userName = HX_userName;
            ViewBag.HX_userPwd = HX_userPwd;
            return View();
        }

        [HttpPost]
        public object UserLogin(LoginsModel LoginMol)
        {
            if (ModelState.IsValid)//是否通过Model验证
            {
                return LoginMol.LoginAction();
            }
            else
            {
                return GetError();
            }
        }
    }
}

2.2.3、新建一个登录实体类，命名为：LoginsModel，代码如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel.DataAnnotations;
using System.Linq;
using System.Web;
using System.Web.Security;

namespace TestForToken.Models
{
    public class LoginsModel
    {
        private readonly object LOCK = new object();
        [Required(ErrorMessage = "请输入账户号码/手机号")]
        [RegularExpression(@"^1[34578][0-9]{9}$", ErrorMessage = "手机号格式不正确")]
        public string UserName { get; set; }

        [Required(ErrorMessage = "请输入账户密码")]
        [DataType(DataType.Password, ErrorMessage = "密码格式不正确")]
        public string UserPwd { get; set; }

        public bool remember { get; set; }

        public string LoginAction()
        {
            lock (LOCK)
            {
                string userRole = string.Empty;
                //数据库操作代码
                int UserId = 0;
                if (UserName == "18137070152" && UserPwd == "18137070152")
                {
                    UserId = 1;
                    userRole = "HomeCare.Administrator";
                }
                else if (UserName == "18911695087" && UserPwd == "18911695087")
                {
                    UserId = 2;
                    userRole = "HomeCare.Vip";
                }
                else
                {
                    UserId = 3;
                    userRole = "HomeCare.User";
                }
                if (UserId != 0)
                {
                    if (remember)
                    {
                        CommonMethod.setCookie("HX_userName", UserName, 7);
                        CommonMethod.setCookie("HX_userPwd", UserPwd, 7);
                    }
                    FormsAuthenticationTicket authTicket = new FormsAuthenticationTicket(
                           1,
                           UserName + "_" + UserId,
                           DateTime.Now,
                           DateTime.Now.AddMinutes(30),
                           false,
                           userRole,
                           "/"
                           );
                    //.ASPXAUTH
                    string encryptedTicket = FormsAuthentication.Encrypt(authTicket);
                    System.Web.HttpCookie authCookie = new System.Web.HttpCookie(FormsAuthentication.FormsCookieName, encryptedTicket);
                    System.Web.HttpContext.Current.Response.Cookies.Add(authCookie);
                    return "HomeCare.Administrator";
                }
                else
                {
                    return "账户密码不存在";
                }
            }
        }

    }

}

2.2.4、修改你的Global.asax文件，修改代码如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Security.Principal;
using System.Web;
using System.Web.Http;
using System.Web.Mvc;
using System.Web.Optimization;
using System.Web.Routing;
using System.Web.Security;

namespace TestForToken
{
    // 注意: 有关启用 IIS6 或 IIS7 经典模式的说明，
    // 请访问 http://go.microsoft.com/?LinkId=9394801

    public class MvcApplication : System.Web.HttpApplication
    {
        protected void Application_Start()
        {
            AreaRegistration.RegisterAllAreas();

            WebApiConfig.Register(GlobalConfiguration.Configuration);
            FilterConfig.RegisterGlobalFilters(GlobalFilters.Filters);
            RouteConfig.RegisterRoutes(RouteTable.Routes);
            BundleConfig.RegisterBundles(BundleTable.Bundles);
        }

        /// <summary>
        /// 登录验证、s授权
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        protected void Application_AuthenticateRequest(Object sender, EventArgs e)
        {
            string cookieName = FormsAuthentication.FormsCookieName;
            HttpCookie authCookie = Context.Request.Cookies[cookieName];
            FormsAuthenticationTicket authTicket = null;
            try
            {
                authTicket = FormsAuthentication.Decrypt(authCookie.Value);
            }
            catch (Exception ex)
            {
                return;
            }
            string[] roles = authTicket.UserData.Split(\',\');
            FormsIdentity id = new FormsIdentity(authTicket);
            GenericPrincipal principal = new GenericPrincipal(id, roles);
            Context.User = principal;//存到HttpContext.User中 　 　 
        }
    }
}

2.2.5、公共访问类CommonCS部分代码如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Web;
using System.Collections;
using System.Text;
using System.Text.RegularExpressions;
using System.Data;
using System.Drawing;


namespace TestForToken
{
    public class CommonMethod
    {
        #region cookie操作
        /// <summary>
        /// Cookies赋值
        /// </summary>
        /// <param name="strName">主键</param>
        /// <param name="strValue">键值</param>
        /// <param name="strDay">有效天数</param>
        /// <returns></returns>
        public static bool setCookieForMIn(string strName, string strValue, int Mintius)
        {
            try
            {
                HttpCookie Cookie = new HttpCookie(strName);
                //Cookie.Domain = ".xxx.com";//当要跨域名访问的时候,给cookie指定域名即可,格式为.xxx.com
                Cookie.Expires = DateTime.Now.AddMinutes(Mintius);
                Cookie.Value = strValue;
                System.Web.HttpContext.Current.Response.Cookies.Add(Cookie);
                return true;
            }
            catch
            {
                return false;
            }
        }

        /// <summary>
        /// Cookies赋值
        /// </summary>
        /// <param name="strName">主键</param>
        /// <param name="strValue">键值</param>
        /// <param name="strDay">有效天数</param>
        /// <returns></returns>
        public static bool setCookie(string strName, string strValue, int strDay)
        {
            try
            {
                HttpCookie Cookie = new HttpCookie(strName);
                //Cookie.Domain = ".xxx.com";//当要跨域名访问的时候,给cookie指定域名即可,格式为.xxx.com
                Cookie.Expires = DateTime.Now.AddDays(strDay);
                Cookie.Value = strValue;
                System.Web.HttpContext.Current.Response.Cookies.Add(Cookie);
                return true;
            }
            catch
            {
                return false;
            }
        }

        /// <summary>
        /// 读取Cookies
        /// </summary>
        /// <param name="strName">主键</param>
        /// <returns></returns>

        public static string getCookie(string strName)
        {
            HttpCookie Cookie = System.Web.HttpContext.Current.Request.Cookies[strName];
            if (Cookie != null)
            {
                return Cookie.Value.ToString();
            }
            else
            {
                return null;
            }
        }

        /// <summary>
        /// 删除Cookies
        /// </summary>
        /// <param name="strName">主键</param>
        /// <returns></returns>
        public static bool delCookie(string strName)
        {
            try
            {
                HttpCookie Cookie = new HttpCookie(strName);
                //Cookie.Domain = ".xxx.com";//当要跨域名访问的时候,给cookie指定域名即可,格式为.xxx.com
                Cookie.Expires = DateTime.Now.AddDays(-1);
                System.Web.HttpContext.Current.Response.Cookies.Add(Cookie);
                return true;
            }
            catch
            {
                return false;
            }
        }
        #endregion
    }
}

2.2.6、公共Token生成类代码如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Web;
/*----------------------------------------------------------------
    Copyright (C) 2017 陈卧龙
    
    文件名：TestForToken.CommonCS
    文件功能描述：Token相关操作
----------------------------------------------------------------*/
namespace TestForToken.CommonCS
{
    public class CommonToken
    {
        public static string SecretKey = "This is a private key for Server";//这个服务端加密秘钥 属于私钥

        public static string GenToken(TokenInfo M)
        {
            var jwtcreated =
               Math.Round((DateTime.UtcNow - new DateTime(1970, 1, 1, 0, 0, 0, DateTimeKind.Utc)).TotalSeconds + 5);
            var jwtcreatedOver =
            Math.Round((DateTime.UtcNow.AddHours(2) - new DateTime(1970, 1, 1, 0, 0, 0, DateTimeKind.Utc)).TotalSeconds + 5);
            var payload = new Dictionary<string, dynamic>
                {
                    {"iss", M.iss},//非必须。issuer 请求实体，可以是发起请求的用户的信息，也可是jwt的签发者。
                    {"iat", jwtcreated},//非必须。issued at。 token创建时间，unix时间戳格式
                    {"exp", jwtcreatedOver},//非必须。expire 指定token的生命周期。unix时间戳格式
                    {"aud", M.aud},//非必须。接收该JWT的一方。
                    {"sub", M.sub},//非必须。该JWT所面向的用户
                    {"jti", M.jti},//非必须。JWT ID。针对当前token的唯一标识
                    {"UserName", M.UserName},//自定义字段 用于存放当前登录人账户信息
                    {"UserPwd", M.UserPwd},//自定义字段 用于存放当前登录人登录密码信息
                    {"UserRole", M.UserRole},//自定义字段 用于存放当前登录人登录权限信息
                };
            return JWT.JsonWebToken.Encode(payload, SecretKey,
                JWT.JwtHashAlgorithm.HS256);
        }
    }

    public class TokenInfo
    {
        public TokenInfo()
        {
            iss = "签发者信息";
            aud = "http://example.com";
            sub = "HomeCare.VIP";
            jti = DateTime.Now.ToString("yyyyMMddhhmmss");
            UserName = "jack.chen";
            UserPwd = "jack123456";
            UserRole = "HomeCare.Administrator";
        }
        //
        public string iss { get; set; }
        public string aud { get; set; }
        public string sub { get; set; }
        public string jti { get; set; }
        public string UserName { get;

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