一、什么是OAuth
OAuth是一个关于授权(Authorization)的开放网络标准,目前的版本是2.0版。注意是Authorization(授权),而不是Authentication(认证)。用来做Authentication(认证)的标准叫做openid connect,我们将在以后的文章中进行介绍。
二、名词定义
理解OAuth中的专业术语能够帮助你理解其流程模式,OAuth中常用的名词术语有4个,为了便于理解这些术语,我们先假设一个很常见的授权场景:
你访问了一个日志网站(third party application),你(client)觉得这个网站很不错,准备以后就要在这个网站上写日志了,所以你准备把QQ空间(Resource owner)里面的日志都导入进来。此日志网站想要导入你在QQ空间中的日志需要知道你的QQ用户名和密码才行,为了安全期间你不会把你的QQ用户名和密码直接输入在日志网站中,所以日志网站帮你导航到了QQ认证界面(Authorization Server),当你输入完用户名和密码后,QQ认证服务器返回给日志网站一个token, 该日志网站凭借此token来访问你在QQ空间中的日志。
三、OAuth2.0中的四种模式
OAuth定义了四种模式,覆盖了所有的授权应用场景:
前面我们假设的场景可以用前两种模式来实现,不同之处在于:
当日志网站(third party application)有服务端使用流程1;
当日志网站(third party application)没有服务端,例如纯的js+html页面需要采用流程2;
本文主描述利用OAuth2.0实现自己的WebApi认证服务,前两种模式使用场景不符合我们的需求。
四、选择合适的OAuth模式打造自己的webApi认证服务
场景:你自己实现了一套webApi,想供自己的客户端调用,又想做认证。
这种场景下你应该选择模式3或者4,特别是当你的的客户端是js+html应该选择3,当你的客户端是移动端(ios应用之类)可以选择3,也可以选择4。
密码模式(resource owner password credentials)的流程:
这种模式的流程非常简单:
此时third party application代表我们自己的客户端,Authorization server和Resource owner代表我们自己的webApi服务。我们在日志网站的场景中提到:用户不能直接为日志网站(third party application)提供QQ(resource owner)的用户名和密码。而此时third party application、authorization server、resource owner都是一家人,Resource owner对third party application足够信任,所以我们才能采取这种模式来实现。
五、使用owin来实现密码模式
owin集成了OAuth2.0的实现,所以在webapi中使用owin来打造authorization无疑是最简单最方便的方案。
Microsoft.AspNet.WebApi.Owin
icrosoft.Owin.Host.SystemWeb
在项目中新建一个类,命名为Startup.cs,这个类将作为owin的启动入口,添加下面的代码
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 | [assembly: OwinStartup( typeof (OAuthPractice.ProtectedApi.Startup))] namespace OAuthPractice.ProtectedApi { public class Startup { public void Configuration(IAppBuilder app) { var config = new HttpConfiguration(); WebApiConfig.Register(config); app.UseWebApi(config); } } } |
另外修改WebApiConfig.Register(HttpConfiguration config)方法:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 | public static class WebApiConfig { public static void Register(HttpConfiguration config) { config.MapHttpAttributeRoutes(); config.Routes.MapHttpRoute( name: "DefaultApi" , routeTemplate: "api/{controller}/{id}" , defaults: new { id = RouteParameter.Optional } ); var jsonFormatter = config.Formatters.OfType<JsonMediaTypeFormatter>().First(); jsonFormatter.SerializerSettings.ContractResolver = new CamelCasePropertyNamesContractResolver(); } } |
最后两句话将会使用CamelCase命名法序列化webApi的返回结果。
3.使用ASP.NET Identity 实现一个简单的用户认证功能,以便我们生成用户名和密码
安装nuget package:
Microsoft.AspNet.Identity.Owin
Microsoft.AspNet.Identity.EntityFramework
4.新建一个Auth的文件夹,并添加AuthContext类:
1 2 3 4 5 6 7 | public class AuthContext : IdentityDbContext<IdentityUser> { public AuthContext(): base ( "AuthContext" ) { } } |
同时在web.config中添加connectionString:
1 2 3 | < connectionStrings > < add name="AuthContext" connectionString="Data Source=.;Initial Catalog=OAuthPractice;Integrated Security=SSPI;" providerName="System.Data.SqlClient" /> </ connectionStrings > |
5.增加一个Entities文件夹并添加UserModel类:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 | public class UserModel { [Required] [Display(Name = "UserModel name" )] public string UserName { get ; set ; } [Required] [StringLength(100, ErrorMessage = "The {0} must be at least {2} characters long." , MinimumLength = 6)] [DataType(DataType.Password)] [Display(Name = "Password" )] public string Password { get ; set ; } [DataType(DataType.Password)] [Display(Name = "Confirm password" )] [Compare( "Password" , ErrorMessage = "The password and confirmation password do not match." )] public string ConfirmPassword { get ; set ; } } |
6.在Auth文件夹下添加AuthRepository类,增加用户注册和查找功能:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 | public class AuthRepository : IDisposable { private AuthContext _ctx; private UserManager<IdentityUser> _userManager; public AuthRepository() { _ctx = new AuthContext(); _userManager = new UserManager<IdentityUser>( new UserStore<IdentityUser>(_ctx)); } public async Task<IdentityResult> RegisterUser(UserModel userModel) { IdentityUser user = new IdentityUser { UserName = userModel.UserName }; var result = await _userManager.CreateAsync(user, userModel.Password); return result; } public async Task<IdentityUser> FindUser( string userName, string password) { IdentityUser user = await _userManager.FindAsync(userName, password); return user; } public void Dispose() { _ctx.Dispose(); _userManager.Dispose(); } } |
7、增加AccountController
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Register方法打上了AllowAnonymous标签,意味着调用这个api无需任何授权。
8.增加一个OrderControll,添加一个受保护的api用来做实验
在Models文件夹下增加Order类:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 | public class Order { public int OrderID { get ; set ; } public string CustomerName { get ; set ; } public string ShipperCity { get ; set ; } public Boolean IsShipped { get ; set ; } public static List<Order> CreateOrders() { List<Order> OrderList = new List<Order> { new Order {OrderID = 10248, CustomerName = "Taiseer Joudeh" , ShipperCity = "Amman" , IsShipped = true }, new Order {OrderID = 10249, CustomerName = "Ahmad Hasan" , ShipperCity = "Dubai" , IsShipped = false }, new Order {OrderID = 10250,CustomerName = "Tamer Yaser" , ShipperCity = "Jeddah" , IsShipped = false }, new Order {OrderID = 10251,CustomerName = "Lina Majed" , ShipperCity = "Abu Dhabi" , IsShipped = false }, new Order {OrderID = 10252,CustomerName = "Yasmeen Rami" , ShipperCity = "Kuwait" , IsShipped = true } }; return OrderList; } } |
增加OrderController类:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | [RoutePrefix( "api/Orders" )] public class OrdersController : ApiController { [Authorize] [Route( "" )] public List<Order> Get() { return Order.CreateOrders(); } } |
我们在Get()方法上加了Authorize标签,所以此api在没有授权的情况下将返回401 Unauthorize。使用postman发个请求试试:
9. 增加OAuth认证
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ConfigureOAuth(IAppBuilder app)方法开启了OAuth服务。简单说一下OAuthAuthorizationServerOptions中各参数的含义:
AllowInsecureHttp:允许客户端一http协议请求;
TokenEndpointPath:token请求的地址,即http://localhost:端口号/token;
AccessTokenExpireTimeSpan :token过期时间;
Provider :提供具体的认证策略;
SimpleAuthorizationServerProvider的代码如下:
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ValidateClientAuthentication方法用来对third party application 认证,具体的做法是为third party application颁发appKey和appSecrect,在本例中我们省略了颁发appKey和appSecrect的环节,我们认为所有的third party application都是合法的,context.Validated(); 表示所有允许此third party application请求。
GrantResourceOwnerCredentials方法则是resource owner password credentials模式的重点,由于客户端发送了用户的用户名和密码,所以我们在这里验证用户名和密码是否正确,后面的代码采用了ClaimsIdentity认证方式,其实我们可以把他当作一个NameValueCollection看待。最后context.Validated(ticket); 表明认证通过。
只有这两个方法同时认证通过才会颁发token。
TokenEndpoint方法将会把Context中的属性加入到token中。
10、注册用户
使用postman发送注册用户的请求(http://{url}/api/account/register)服务器返回200,说明注册成功。
11、向服务器请求token
resource owner password credentials模式需要请求头必须包含3个参数:
grant_type-必须为password
username-用户名
password-用户密码
12、使用token访问受保护的api
在Header中加入:Authorization – bearer {{token}},此token就是上一步得到的token。
此时客户端在30分钟内使用该token即可访问受保护的资源。30分钟这个设置来自AccessTokenExpireTimeSpan = TimeSpan.FromMinutes(30),你可以自定义token过期时间。
六、刷新token
当token过期后,OAuth2.0提供了token刷新机制:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 | public void ConfigureOAuth(IAppBuilder app) { OAuthAuthorizationServerOptions OAuthServerOptions = new OAuthAuthorizationServerOptions() { AllowInsecureHttp = true , TokenEndpointPath = new PathString( "/token" ), AccessTokenExpireTimeSpan = TimeSpan.FromSeconds(10), Provider = new SimpleAuthorizationServerProvider(), //refresh token provider RefreshTokenProvider = new SimpleRefreshTokenProvider() }; // Token Generation app.UseOAuthAuthorizationServer(OAuthServerOptions); app.UseOAuthBearerAuthentication( new OAuthBearerAuthenticationOptions()); } |
1、添加新的RefreshTokenProvider
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我们实现了其中两个异步方法,对两个同步方法不做实现。其中CreateAsync用来生成RefreshToken值,生成后需要持久化在数据库中,客户端需要拿RefreshToken来请求刷新token,此时ReceiveAsync方法将拿客户的RefreshToken和数据库中RefreshToken做对比,验证成功后删除此refreshToken。
2、重新请求token
可以看到这次请求不但得到了token,还得到了refresh_token
3、当token过期后,凭借上次得到的refresh_token重新获取token
此次请求又得到了新的refresh_token,每次refresh_token只能用一次,因为在方法ReceiveAsync中我们一旦拿到refresh_token就删除了记录。
七、总结
此文重点介绍了OAuth2.0中resource owner password credentials模式的使用,此模式可以实现资源服务为自己的客户端授权。另外文章中也提到模式4-client credentials也可以实现这种场景,但用来给有服务端的客户端使用-区别于纯html+js客户端。原因在于模式4-client credentials使用appKey+appSecrect来验证客户端,如果没有服务端的话appSecrect将暴露在js中。
同样的道理:模式1-授权码模式(authorization code)和模式2-简化模式(implicit)的区别也在于模式2-简化模式(implicit)用在无服务端的场景下,请求头中不用带appSecrect。
在webApi中使用owin来实现OAuth2.0是最简单的解决方案,另外一个方案是使用DotNetOpenOauth,这个方案的实现稍显复杂,可用的文档也较少,源码中带有几个例子我也没有直接跑起来,最后无奈之下几乎读完了整个源码才理解。
八、客户端的实现
我们将采用jquery和angular两种js框架来调用本文实现的服务端。下一篇将实现此功能,另外还要给我们的服务端加上CORS(同源策略)支持。
所有的代码都同步更新在 https://git.oschina.net/richieyangs/OAuthPractice.git
参考:
http://www.asp.net/aspnet/overview/owin-and-katana/owin-oauth-20-authorization-server
http://www.asp.net/web-api/overview/security/individual-accounts-in-web-api
http://bitoftech.net/2014/06/01/token-based-authentication-asp-net-web-api-2-owin-asp-net-identity/
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