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使用 JWT 实现 .NET 应用的授权与鉴权

引言

在现代 Web 应用中，JWT（JSON Web Token）是一种流行的身份验证和授权机制。本篇博客将详细介绍如何在 .NET 应用中使用 JWT 来进行用户的登录、授权和鉴权。我们将创建一个简单的 ASP.NET Core Web API 项目，涵盖从用户输入登录名和密码到生成和验证 JWT 的全过程。代码示例将特别详细，确保每一步都清晰易懂。

环境准备

确保你已经安装以下工具：

• .NET SDK（推荐使用 .NET 6 或更高版本）
• Visual Studio 2022 或 Visual Studio Code

创建项目

1. 新建项目：打开终端，执行以下命令创建一个新的 ASP.NET Core Web API 项目。

   dotnet new webapi -n JwtAuthDemo
   cd JwtAuthDemo
   

2. 安装 NuGet 包：为了使用 JWT，我们需要安装 Microsoft.AspNetCore.Authentication.JwtBearer 包。

   dotnet add package Microsoft.AspNetCore.Authentication.JwtBearer
   

配置 JWT

在 Program.cs 文件中进行 JWT 的配置。

using Microsoft.AspNetCore.Authentication.JwtBearer;
using Microsoft.IdentityModel.Tokens;
using System.Text;var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);// 添加 JWT 认证服务
builder.Services.AddAuthentication(options =>
{options.DefaultAuthenticateScheme = JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme;options.DefaultChallengeScheme = JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme;
})
.AddJwtBearer(options =>
{options.TokenValidationParameters = new TokenValidationParameters{ValidateIssuer = true,ValidateAudience = true,ValidateLifetime = true,ValidateIssuerSigningKey = true,ValidIssuer = builder.Configuration["Jwt:Issuer"],ValidAudience = builder.Configuration["Jwt:Audience"],IssuerSigningKey = new SymmetricSecurityKey(Encoding.UTF8.GetBytes(builder.Configuration["Jwt:Key"]))};
});// 添加控制器服务
builder.Services.AddControllers();var app = builder.Build();// 使用认证中间件
app.UseAuthentication();
app.UseAuthorization();app.MapControllers();app.Run();

配置 JWT 相关信息

在 appsettings.json 文件中添加 JWT 配置项：

{"Jwt": {"Key": "YourSuperSecretKeyHere", "Issuer": "JwtAuthDemo","Audience": "JwtAuthDemoUsers"},"Logging": {"LogLevel": {"Default": "Information","Microsoft.AspNetCore": "Warning"}},"AllowedHosts": "*"
}

创建用户模型

在 Models 文件夹下创建一个 User.cs 文件：

namespace JwtAuthDemo.Models
{public class User{public string Username { get; set; }public string Password { get; set; }}
}

创建用户控制器

在 Controllers 文件夹下创建一个 AuthController.cs 文件：

using JwtAuthDemo.Models;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
using Microsoft.IdentityModel.Tokens;
using System.IdentityModel.Tokens.Jwt;
using System.Security.Claims;
using System.Text;namespace JwtAuthDemo.Controllers
{[ApiController][Route("api/[controller]")]public class AuthController : ControllerBase{private readonly IConfiguration _configuration;public AuthController(IConfiguration configuration){_configuration = configuration;}[HttpPost("login")]public IActionResult Login([FromBody] User user){// 这里应该有数据库验证用户的逻辑，这里仅为演示用if (user.Username != "test" || user.Password != "password"){return Unauthorized();}var token = GenerateJwtToken(user.Username);return Ok(new { token });}private string GenerateJwtToken(string username){var claims = new[]{new Claim(JwtRegisteredClaimNames.Sub, username),new Claim(JwtRegisteredClaimNames.Jti, Guid.NewGuid().ToString())};var key = new SymmetricSecurityKey(Encoding.UTF8.GetBytes(_configuration["Jwt:Key"]));var creds = new SigningCredentials(key, SecurityAlgorithms.HmacSha256);var token = new JwtSecurityToken(issuer: _configuration["Jwt:Issuer"],audience: _configuration["Jwt:Audience"],claims: claims,expires: DateTime.Now.AddMinutes(30),signingCredentials: creds);return new JwtSecurityTokenHandler().WriteToken(token);}}
}

创建受保护的控制器

我们可以创建一个受保护的控制器来验证 JWT：

在 Controllers 文件夹下创建一个 ValuesController.cs 文件：

using Microsoft.AspNetCore.Authorization;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;namespace JwtAuthDemo.Controllers
{[Authorize][ApiController][Route("api/[controller]")]public class ValuesController : ControllerBase{[HttpGet]public IActionResult GetValues(){return Ok(new string[] { "value1", "value2" });}}
}

运行应用

1. 启动应用：在项目根目录下运行以下命令以启动应用：

   dotnet run
   

2. 测试登录功能：

   • 使用 Postman 或其他 API 客户端，发送一个 POST 请求到 http://localhost:5000/api/auth/login，请求体为：

     {"username": "test","password": "password"
     }
     

   • 如果用户名和密码正确，你将获得一个 JWT token。

3. 测试受保护的路由：

   • 发送一个 GET 请求到 http://localhost:5000/api/values，并在请求头中添加 Authorization 字段：

     Authorization: Bearer {your_token}
     

   • 如果 token 有效，你将获得 ["value1", "value2"] 的响应。

代码解析

1. JWT 配置：

   • 在 Program.cs 中配置了 JWT 的验证参数，包括签发者、受众以及签名密钥。

2. 用户模型：

   • 创建了一个简单的用户模型来接收登录信息。

3. 授权控制器：

   • AuthController 中的 Login 方法负责验证用户信息并生成 JWT token。
   • GenerateJwtToken 方法负责创建 JWT，包含用户信息的声明（Claims）。

4. 受保护的控制器：

   • ValuesController 需要有效的 JWT 才能访问，利用 [Authorize] 特性进行保护。

总结

本文详细介绍了如何在 .NET 中使用 JWT 进行用户的身份验证和授权。通过简单的示例，展示了如何生成、验证和使用 JWT。在实际应用中，建议将用户的密码存储在数据库中，并使用加密算法进行保护。此外，可以根据需求调整 JWT 的过期时间和内容，以确保安全性和灵活性。

希望这篇博客对你理解 JWT 在 .NET 应用中的使用有所帮助！如果你有任何问题，欢迎在评论区讨论。