ASP.NET Core应用JWT进行用户认证及Token的刷新方案

下面我将为您详细讲解如何使用 ASP.NET Core 应用 JWT 进行用户认证及 Token 的刷新方案。

什么是 JWT？

JWT (JSON Web Token) 是一个开放标准 (RFC 7519)，用于在网络上传输声明 (Claims)，通常用于身份认证。JWT 由三部分组成：头部 (Header)、载荷 (Payload) 和签名 (Signature)。

头部用于描述 Token 的元信息，如 Token 类型和使用的签名算法等，Payload 中存储着需要传递的信息，如用户名、权限等，签名用于确保 Token 的完整性和可信性。

JWT 的优点

相对于传统的认证方式，如 Cookie 和 Session 等，JWT 有以下优点：

• 无状态(Stateless)：在服务端不需要存储 Token 和 Session 等信息，减轻了服务器的负担。
• 安全性高：Payload 是经过 Base64 编码的，不会直接暴露用户信息，同时使用 HMAC 或 RSA 算法对 Token 进行签名，确保 Token 的完整性和可信性。
• 易于拓展：Payload 中存储的信息可以自定义，方便进行拓展和修改。

在 ASP.NET Core 中使用 JWT 进行身份认证

在 ASP.NET Core 中使用 JWT 进行身份认证，需要引入 Microsoft.AspNetCore.Authentication.JwtBearer 包，包含了 JWT 认证相关的中间件和服务。

步骤一：配置 Token 生成器

在 ASP.NET Core 中，一般使用 Dependency Injection (DI) 获取 TokenGenerator 工厂对象。TokenGenerator 是一个接口，有多个实现，具体实现要根据自己的需求进行选择。下面以示例中的 JwtTokenGenerator 为例：

1. 安装 Microsoft.AspNetCore.Authentication.JwtBearer 包。

shell
dotnet add package Microsoft.AspNetCore.Authentication.JwtBearer

1. 在 Startup.cs 中进行注册

```csharp
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
// 配置 Token 相关
services.AddScoped();

   // 配置 JWT 认证
   var jwtConfig = Configuration.GetSection("Jwt").Get<JwtConfig>();
   var key = Encoding.ASCII.GetBytes(jwtConfig.Secret);

   services.AddAuthentication(options =>
       {
           options.DefaultAuthenticateScheme = JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme;
           options.DefaultChallengeScheme = JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme;
       })
       .AddJwtBearer(options =>
       {
           options.RequireHttpsMetadata = false;
           options.SaveToken = true;
           options.TokenValidationParameters = new TokenValidationParameters
           {
               ValidateIssuerSigningKey = true,
               IssuerSigningKey = new SymmetricSecurityKey(key),
               ValidateIssuer = false,
               ValidateAudience = false
           };
       });

}

public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
{
// 启用身份认证
app.UseAuthentication();
app.UseAuthorization();
}
```

上面的代码中，我们首先创建了一个 JwtTokenGenerator 的实例，并注册到 DI 容器中，引入了 Microsoft.AspNetCore.Authentication.JwtBearer 包，并在 ConfigureServices 方法中配置了 JWT 认证服务，其中传递了一个 TokenValidationParameters 对象，用于指定 JWT 的验证规则，包括签名验证等。

步骤二：注册登录和刷新 Token 的接口

下面是一个简单的示例，包含了登录和刷新 Token 的接口：

[ApiController]
[Route("[controller]")]
public class AuthController : ControllerBase
{
    private readonly ITokenGenerator _tokenGenerator;

    public AuthController(ITokenGenerator tokenGenerator) 
    {
        _tokenGenerator = tokenGenerator;
    }

    [HttpPost("login")]
    public IActionResult Login([FromBody] LoginRequest request)
    {
        // 省略根据用户名和密码验证用户的逻辑
        var claims = new List<Claim>
        {
            new Claim(ClaimTypes.NameIdentifier, user.Id.ToString()),
            new Claim(ClaimTypes.Name, user.UserName),
            new Claim(ClaimTypes.Role, user.Role),
        };

        var accessToken = _tokenGenerator.GenerateAccessToken(claims);
        var refreshToken = _tokenGenerator.GenerateRefreshToken();

        return Ok(new { access_token = accessToken, refresh_token = refreshToken });
    }

    [HttpPost("refresh")]
    public IActionResult RefreshToken([FromBody] RefreshTokenRequest request)
    {
        var validatedToken = _tokenGenerator.ValidateToken(request.RefreshToken);
        if (validatedToken == null)
        {
            return Unauthorized(new { message = "Invalid token" });
        }

        var claims = _tokenGenerator.GetClaimsFromToken(validatedToken);
        var accessToken = _tokenGenerator.GenerateAccessToken(claims);

        return Ok(new { access_token = accessToken });
    }
}

其中，Login 方法用于验证用户登录，生成 AccessToken 和 RefreshToken，RefreshToken 方法用于刷新 Token，验证 RefreshToken 的有效性，生成新的 AccessToken。

以上示例仅供参考，具体实现需要根据业务需求进行修改。

示例

这里提供一个使用 JWT 进行身份认证的示例项目：https://github.com/binarylu/security-jwt-demo

该示例项目中包含了使用 JWT 进行身份认证的完整流程，并提供了可运行的 Demo。

总结

使用 JWT 进行身份认证是一种简单和安全的方法，能够有效减轻服务器负载，同时也能方便地进行拓展。在 ASP.NET Core 中，使用 JWT 进行身份认证可以借助 Microsoft.AspNetCore.Authentication.JwtBearer 包来进行配置和管理。