ASP.NET MVC 随想录(5):探索ASP.NET Identity 身份验证和基于角色的授权

前一篇文章中,我介绍了ASP.NET Identity 基本API的运用并创建了若干用户账号。那么在本篇文章中,我将继续ASP.NET Identity 之旅,向您展示如何运用ASP.NET Identity 进行身份验证(Authentication)以及联合ASP.NET MVC 基于角色的授权(Role-Based Authorization)。

本文的示例,你可以在此下载和预览:

点此进行预览

点此下载示例代码

探索身份验证与授权

在这一小节中,我将阐述和证明ASP.NET 身份验证和授权的工作原理和运行机制,然后介绍怎样使用Katana Middleware 和 ASP.NET Identity 进行身份验证。

1. 理解ASP.NET 表单身份验证与授权机制

谈到身份验证,我们接触的最多的可能就是表单身份验证(Form-based Authentication)。为了更好的去理解ASP.NET 表单身份验证与授权机制,我搬出几年前的一张旧图,表示HttpApplication 19个事件,它们分别在HttpModule 中被注册,这又被称为ASP.NET 管道(Pipeline)事件。通俗的讲,当请求到达服务器时,ASP.NET 运行时会依次触发这些事件:

身份验证故名思义,验证的是用户提供的凭据(Credentials)。一旦验证通过,将产生唯一的Cookie标识并输出到浏览器。来自浏览器的下一次请求将包含此Cookie,对于ASP.NET 应用程序,我们熟知的FormsAuthenticationModule会对HttpApplication 的管道(Pipeline)事件AuthenticateRequest 进行注册,当请求经过ASP.NET Pipeline时,由ASP.NET Runtime 触发它,在该事件中,它会验证并解析该Cookie为对应的用户对象,它是一个实现了 IPrincipal接口的对象。PostAuthenticateRequest 事件在AuthenticateRequest 事件之后触发,表示用户身份已经检查完成 ,检查后的用户可以通过HttpContext的User属性获取并且HttpContext.User.Identity.IsAuthenticated属性为True。

如果将身份验证看作是”开门”的话,主人邀请你进屋,但这并不意味着你可以进入到卧室或者书房,可能你的活动场所仅限书房——这就是授权。在PostAuthenticateRequest事件触发过后,会触发AuthorizeRequest 事件,它在UrlAuthorizationModule 中被注册(题外插一句:UrlAuthorizationModule 以及上面提到的FormsAuthenticationModule你可以在IIS 级别的.config文件中找到,这也是ASP.NET 和 IIS紧耦合关系的体现)。在该事件中,请求的URL会依据web.config中的authorization 配置节点进行授权,如下所示授予Kim以及所有Role为Administrator的成员具有访问权限,并且拒绝John以及匿名用户访问。

通过身份验证和授权,我们可以对应用程序敏感的区域进行受限访问,这确保了数据的安全性。

2.使用Katana进行身份验证

到目前为止,你可能已经对OWIN、Katana 、 Middleware 有了基本的了解,如果不清楚的话,请移步到此浏览。

使用Katana,你可以选择几种不同类型的身份验证方式,我们可以通过Nuget来安装如下类型的身份验证:

  • 表单身份验证
  • 社交身份验证(Twitter、Facebook、Google、Microsoft Account…)
  • Windows Azure
  • Active Directory
  • OpenID

其中又以表单身份验证用的最为广泛,正如上面提到的那样,传统ASP.NET MVC 、Web Form 的表单身份验证实际由FormsAuthenticationModule 处理,而Katana重写了表单身份验证,所以有必要比较一下传统ASP.NET MVC & Web Form 下表单身份验证与OWIN下表单身份验证的区别:

Features ASP.NET MVC & Web Form Form Authentication OWIN Form Authentication
Cookie Authentication
Cookieless Authentication ×
Expiration
Sliding Expiration
Token Protection
Claims Support ×
Unauthorized Redirection

从上表对比可以看出,Katana几乎实现了传统表单身份验证所有的功能,那我们怎么去使用它呢?还是像传统那样在web.config中指定吗?

非也非也,Katana 完全抛弃了FormsAuthenticationModule,实际上是通过Middleware来实现身份验证。默认情况下,Middleware在HttpApplication的PreRequestHandlerExecute 事件触发时链式执行,当然我们也可以将它指定在特定的阶段执行,通过使用UseStageMarker方法,我们可以在AuthenticateRequest 阶段执行Middleware 进行身份验证。

那我们要怎样去实现呢?幸运的是,Katana已经帮助我们封装好了一个扩展方法,如下所示,

app.UseCookieAuthentication 是一个扩展方法,它的内部帮我们做了如下几件事:

  • 使用app.Use(typeof(CookieAuthenticationMiddleware), app, options) 方法,将CookieAuthenticationMiddleware 中间件注册到OWIN Pipeline中
  • 通过app.UseStageMarker(PipelineStage.Authenticate)方法,将前面添加的CookieAuthenticationMiddleware指定在 ASP.NET 集成管道(ASP.NET integrated pipeline)的AuthenticateRequest阶段执行

当调用(Invoke)此Middleware时,将调用CreateHandler方法返回CookieAuthenticationHandler对象,它包含 AuthenticateCoreAsync方法,在这个方法中,读取并且验证Cookie,然后通过AddUserIdentity方法创建ClaimsPrincipal对象并添加到Owin环境字典中,可以通过OwinContext对象Request.User可以获取当前用户。

这是一个典型Middleware中间件使用场景,说白了就是去处理Http请求并将数据存储到OWIN环境字典中进行传递。而CookieAuthenticationMiddleware所做的事其实和FormsAuthenticationModule做的事类似。

那我们怎么产生Cookie呢?使用ASP.NET Identity 进行身份验证,如果验证通过,产生Cookie并输出到客户端浏览器, 这样一个闭环就形成了,我将在下一小节实施这一步骤。

3.使用Authorize特性进行授权

ASP.NET Identity已经集成到了ASP.NET Framework中,在ASP.NET MVC 中,我们可以使用Authorize 特性进行授权,如下代码所示:

上述代码中,Index Action 已被设置了受限访问,只有身份验证通过才能访问它,如果验证不通过,返回401.0 – Unauthorized,然后请求在EndRequest 阶段被 OWIN Authentication Middleware 处理,302 重定向到/Account/Login 登录。

使用ASP.NET Identity 身份验证

有了对身份验证和授权机制基本了解后,那么现在就该使用ASP.NET Identity 进行身份验证了。

1. 实现身份验证所需的准备工作

当我们匿名访问授权资源时,会被Redirect 到 /Account/Login 时,此时的URL结构如下:

http://localhost:60533/Account/Login?ReturnUrl=%2Fhome%2Findex

因为需要登陆,所以可以将Login 设置为允许匿名登陆,只需要在Action的上面添加 [AllowAnonymous] 特性标签,如下所示:

注意,在这儿我将ReturnUrl 存储了起来,ReturnUrl 顾名思义,当登录成功后,重定向到最初的地址,这样提高了用户体验。

由于篇幅的限制,Login View 我不将代码贴出来了,事实上它也非常简单,包含如下内容:

  • 用户名文本框
  • 密码框
  • 存储ReturnUrl的隐藏域
  • @Html.AntiForgeryToken(),用来防止CSRF跨站请求伪造

2.添加用户并实现身份验证

当输入了凭据之后,POST Form 表单到/Account/Login 下,具体代码如下:

上述代码中,首先使用 ASP.NET Identity 来验证用户凭据,这是通过 AppUserManager 对象的FindAsync 方法来实现,如果你不了解ASP.NET Identity 基本API ,请参考我这篇文章。

FindAsync 方法接受两个参数,分别是用户名和密码,如果查找到,则返回AppUser 对象,否则返回NULL。

如果FindAsync 方法返回AppUser 对象,那么接下来就是创建Cookie 并输出到客户端浏览器,这样浏览器的下一次请求就会带着这个Cookie,当请求经过AuthenticateRequest 阶段时,读取并解析Cookie。也就是说Cookie 就是我们的令牌, Cookie如本人,我们不必再进行用户名和密码的验证了。

使用ASP.NET Identity 产生Cookie 其实很简单,就3行代码,如下所示:

对代码稍作分析,第一步创建了用来代表当前登录用户的ClaimsIdentity 对象,ClaimsIndentity 是 ASP.NET Identity 中的类,它实现了IIdentity 接口。

ClaimsIdentity 对象实际上由AppUserManager 对象的CreateIdentityAsync 方法创建,它需要接受一个AppUser 对象和身份验证类型,在这儿选择ApplicationCookie。

接下来,就是让已存在的Cookie 失效,并产生新Cookie。我预先定义了一个AuthManager 属性,它是IAuthenticationManager 类型的对象,用来做一些通用的身份验证操作。它 包含如下重要的操作:

  • SignIn(options,identity) 故名思意登录,用来产生身份验证过后的Cookie
  • SignOut() 故名思意登出,让已存在的Cookie 失效

SignIn 需要接受两个参数,AuthenticationProperties 对象和ClaimsIdentity 对象,AuthticationProperties 有众多属性,我在这儿只设置IsPersistent=true ,意味着Authentication Session 被持久化保存,当开启新Session 时,该用户不必重新验证了。

最后,重定向到ReturnUrl:

使用角色进行授权

在前一小节中,使用了Authorize 特性对指定区域进行受限访问,只有被身份验证通过后才能继续访问。在这一小节将更细粒度进行授权操作,在ASP.NET MVC Framework 中,Authorize 往往结合User 或者 Role 属性进行更小粒度的授权操作,正如如下代码所示:

1.使用ASP.NET Identity 管理角色

对Authorize 有了基本的了解之后,将关注点转移到角色Role的管理上来。ASP.NET Identity 提供了一个名为RoleManager<T> 强类型基类用来访问和管理角色,其中T 实现了IRole 接口,IRole 接口包含了持久化Role 最基础的字段(Id和Name)。

Entity Framework 提供了名为IdentityRole 的类,它实现了IRole 接口,所以它不仅包含Id、Name属性,还增加了一个集合属性Users。IdentityRole重要的属性如下所示:

Id 定义了Role 唯一的Id
Name 定义了Role的名称
Users 返回隶属于Role的所有成员

我不想在应用程序中直接使用IdentityRole,因为我们还可能要去扩展其他字段,故定义一个名为AppRole的类,就像AppUser那样,它继承自IdentityRole:

同时,再定义一个AppRoleManager 类,如同AppUserManager 一样,它继承RoleManager<T>,提供了检索和持久化Role的基本方法:

最后,别忘了在OWIN Startup类中初始化该实例,它将存储在OWIN上下文环境字典中,贯穿了每一次HTTP请求:

2.创建和删除角色

使用ASP.NET Identity 创建和删除角色很简单,通过从OWIN 上下文中获取到AppRoleManager,然后Create 或者 Delete,如下所示:

3.管理角色 MemberShip

要对用户授权,除了创建和删除角色之外,还需要对角色的MemberShip 进行管理,即通过Add /Remove 操作,可以向用户添加/删除角色。

为此,我添加了两个ViewModel,RoleEditModel和RoleModificationModel,分别代表编辑时展示字段和表单 Post时传递到后台的字段:

在对角色进行编辑时,获取所有隶属于Role的成员和非隶属于Role的成员:

最终呈现的视图如下所示:

当点击保存,提交表单时,通过模型绑定,将数据Post 到Edit Action,实现了对角色的MemberShip 进行管理,即通过Add /Remove 操作,可以向用户添加/删除角色。

,如下所示:

在上述代码中,你可能注意到了UserManager 类,它包含了若干与角色相关的操作方法:

AddToRoleAsync(string userId,string role) 添加用户到指定的角色中
GetRolesAsync(string userId) 获取User对应的角色列表
IsInRoleAsync(string userId,string role) 判断用户是否隶属于指定的角色
RemoveFromRoleAsync(string userId,string role) 将用户从指定角色中排除

 

初始化数据,Seeding 数据库

在上一小节中,通过Authorize 标签将Role 控制器受限访问,只有Role=Administrator的用户才能访问和操作。

但当我们的应用程序部署到新环境时,是没有具体的用户数据的,这就导致我们无法访问Role Controller。这是一个典型的 “鸡生蛋还是蛋生鸡”问题。

要解决这个问题,我们一般是在数据库中内置一个管理员角色,这也是我们熟知的超级管理员角色。通过Entity Framework Seed,我们可以轻松实现数据的初始化:

在这儿实例化了AppUserManager和AppRoleManager实例,这是因为PerformInitialSetup 方法比OWIN 配置先执行。

小结

在这篇文章中,探索了使用ASP.NET Identity 进行身份验证以及联合ASP.NET MVC 基于角色的授权。最后实现了对角色的管理。在下一篇文章中,继续ASP.NET Identity之旅,探索ASP.NET Identity 的高级应用——基于声明的授权。

1 收藏 评论

相关文章

可能感兴趣的话题



直接登录
跳到底部
返回顶部