ASP.NET WebApi 如何使用 OAuth2.0 認證

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前言

OAuth 2.0 是一種開放標準的授權框架，用于授權第三方應用程序訪問受保護資源的流程。

OAuth 2.0 認證是指在這個框架下進行的身份驗證和授權過程。

在 OAuth 2.0 認證中，涉及以下主要參與方：

  1. 資源所有者（Resource Owner）： 擁有受保護資源的用戶。
  2. 客戶端（Client）： 第三方應用程序，希望訪問資源所有者的受保護資源。
  3. 授權服務器（Authorization Server）： 負責驗證資源所有者的身份并頒發訪問令牌。
  4. 資源服務器（Resource Server）： 存儲受保護資源的服務器，用于接收和響應客戶端請求。

OAuth 2.0 認證的流程通常包括以下步驟：

  1. 客戶端注冊： 客戶端向授權服務器注冊，并獲得客戶端標識和客戶端密鑰。
  2. 請求授權： 客戶端向資源所有者請求授權，以獲取訪問受保護資源的權限。
  3. 授權許可： 資源所有者同意授權，授權服務器頒發授權碼給客戶端。
  4. 獲取訪問令牌： 客戶端使用授權碼向授權服務器請求訪問令牌。
  5. 訪問受保護資源： 客戶端使用訪問令牌向資源服務器請求訪問受保護資源。

OAuth 2.0 認證的優勢在于可以實現用戶授權而無需透露密碼，同時提供了更安全和靈活的授權機制，更好地保護用戶數據和系統安全。

以下是一個 ASP.NET WebApi 簡單使用 OAuth2.0 認證的 Step By Step 例子。

Step By Step 步驟

  1. 新建一個空 ASP.NET WebApi 項目，比如 TokenExample

  2. 在 Models 目錄下新建一個 Product 實體類：

    using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Web;namespace TokenExample.Models
{public class Product{public int Id { get; set; }public string Name { get; set; }public string Category { get; set; }public decimal Price { get; set; }}
}

  3. 在 Controllers 目錄下新建一個 ProductsController 控制器

    using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Net;
using System.Net.Http;
using System.Web.Http;
using TokenExample.Models;namespace TokenExample.Controllers
{public class ProductsController : ApiController{// 初始化數據Product[] products = new Product[]{new Product { Id = 1, Name = "Tomato Soup", Category = "Groceries", Price = 1 },new Product { Id = 2, Name = "Yo-yo", Category = "Toys", Price = 3.75M },new Product { Id = 3, Name = "Hammer", Category = "Hardware", Price = 16.99M }};// 查找所有的產品public IEnumerable<Product> GetAllProducts(){return products;}// 根據 id 查找產品public Product GetProductById(int id){var product = products.FirstOrDefault((p) => p.Id == id);if (product == null){throw new HttpResponseException(HttpStatusCode.NotFound);}return product;}// 根據 類別 查找產品public IEnumerable<Product> GetProductsByCategory(string category){return products.Where(p => string.Equals(p.Category, category, StringComparison.OrdinalIgnoreCase));}}
}

  4. 將網站部署到 IIS, 端口為 8080，使用 Postman 工具測試以下 api：

    GET http://localhost:8080/api/Products
GET http://localhost:8080/api/Products/1
GET http://localhost:8080/api/Products?category=Groceries

    可以看到這些 API 都是可以公開訪問的，沒有任何驗證

  5. 在 WebApi 項目右鍵，選擇 “管理 Nuget 程序包”，打開 Nuget 包管理器 GUI, 安裝以下包：

    Microsoft.AspNet.WebApi.Owin
    Microsoft.Owin.Host.SystemWeb
    Microsoft.AspNet.Identity.Owin
    Microsoft.Owin.Cors
    EntityFramework

  6. 在項目根目錄下添加 “Startup” 類, 這是 Owin 的啟動類（注意是項目根目錄，即跟 Global.asax 同一位置）

    using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Web;
using System.Web.Http;
using Owin;
using Microsoft.Owin;
using Microsoft.Owin.Security.OAuth;[assembly: OwinStartup(typeof(TokenExample.Startup))]
namespace TokenExample
{public class Startup{public void Configuration(IAppBuilder app){HttpConfiguration config = new HttpConfiguration();ConfigureOAuth(app);WebApiConfig.Register(config);app.UseCors(Microsoft.Owin.Cors.CorsOptions.AllowAll);app.UseWebApi(config);}public void ConfigureOAuth(IAppBuilder app){OAuthAuthorizationServerOptions OAuthServerOptions = new OAuthAuthorizationServerOptions(){AllowInsecureHttp = true,// 這里設置獲取 token 有 url pathTokenEndpointPath = new PathString("/token"),AccessTokenExpireTimeSpan = TimeSpan.FromDays(1),Provider = new SimpleAuthorizationServerProvider()};app.UseOAuthAuthorizationServer(OAuthServerOptions);app.UseOAuthBearerAuthentication(new OAuthBearerAuthenticationOptions());}}
}

  7. 刪除 Global.asax

    • NOTE: 設置了 Startup 類, 就不需要 Global.asax 了，可以刪除，也可以留著

  8. 在項目根目錄下添加驗證類 SimpleAuthorizationServerProvider

    using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Web;using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using Microsoft.Owin;
using Microsoft.Owin.Security.OAuth;
using System.Security.Claims;namespace TokenExample
{public class SimpleAuthorizationServerProvider: OAuthAuthorizationServerProvider{public override async Task ValidateClientAuthentication(OAuthValidateClientAuthenticationContext context){context.Validated();}public override async Task GrantResourceOwnerCredentials(OAuthGrantResourceOwnerCredentialsContext context){// 設置允許跨域context.OwinContext.Response.Headers.Add("Access-Control-Allow-Origin", new[] { "*" });/** 對用戶名、密碼進行數據校驗，這里我們省略using (AuthRepository _repo = new AuthRepository()){IdentityUser user = await _repo.FindUser(context.UserName, context.Password);if (user == null){context.SetError("invalid_grant", "The user name or password is incorrect.");return;}}*/var identity = new ClaimsIdentity(context.Options.AuthenticationType);identity.AddClaim(new Claim("sub", context.UserName));identity.AddClaim(new Claim("role", "user"));context.Validated(identity);}}
}

  9. 修改 ProductsController 類，在 Action 上增加 [Authorize] 特性，代碼如下：

    using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Net;
using System.Net.Http;
using System.Web.Http;
using TokenExample.Models;namespace TokenExample.Controllers
{public class ProductsController : ApiController{Product[] products = new Product[]{new Product { Id = 1, Name = "Tomato Soup", Category = "Groceries", Price = 1 },new Product { Id = 2, Name = "Yo-yo", Category = "Toys", Price = 3.75M },new Product { Id = 3, Name = "Hammer", Category = "Hardware", Price = 16.99M }};// [Authorize] 特性是啟用 OAuth 的 Access Token 驗證，讓 CORS 起作用[Authorize]public IEnumerable<Product> GetAllProducts(){return products;}[Authorize]public Product GetProductById(int id){var product = products.FirstOrDefault((p) => p.Id == id);if (product == null){throw new HttpResponseException(HttpStatusCode.NotFound);}return product;}// [AllowAnonymous] 特性是允許匿名訪問，即無需 Access Token 驗證[AllowAnonymous]public IEnumerable<Product> GetProductsByCategory(string category){return products.Where(p => string.Equals(p.Category, category, StringComparison.OrdinalIgnoreCase));}}
}

測試

  1. 重新在 Postman 運行以下命令：

    GET http://localhost:8080/api/Products
返回：
{"Message": "已拒絕為此請求授權。"
}
這是預期的

  2. 在 Postman 運行以下命令：

    POST/GET http://localhost:23477/token
參數 BODY x-www-form-urlencoded 格式：
grant_type=password
username=admin 
password=123456返回：
{"access_token": "ESWxgOCWDDPBRg37cX2RIAb8h--AYgz55rheYumSEU9YVjikYowyih1EdkVUg5vEeuLEeuhZPFJFGe33N3yvieYCzVQ2r0FKYBj0vydKnHAZ7CpLry4DaOhZ8JKIxa159QiBZubA_YgtFliUggSefiosrXW-FaUUO-m5th4YwInw2_5aGPL73uB5FYE0LcLN51U8ZlqoeLDChO3MdTigTc90rVUNiiZ3UBHn-HWvSnI","token_type": "bearer","expires_in": 86399
}

  3. 在以下 api 的 Headers 加上：

    GET http://localhost:8080/api/Products
Headers
Key: Authorization
Value: bearer ESWxgOCWDDPBRg37cX2RIAb8h--AYgz55rheYumSEU9YVjikYowyih1EdkVUg5vEeuLEeuhZPFJFGe33N3yvieYCzVQ2r0FKYBj0vydKnHAZ7CpLry4DaOhZ8JKIxa159QiBZubA_YgtFliUggSefiosrXW-FaUUO-m5th4YwInw2_5aGPL73uB5FYE0LcLN51U8ZlqoeLDChO3MdTigTc90rVUNiiZ3UBHn-HWvSnI

  4. 重新運行，即可正常訪問，至此就完成了簡單的 ASP.NET WebApi 使用 OAuth2.0 認證

總結

  1. OAuth2.0 有 Client 和 Scope 的概念，JWT 沒有，如果只是拿來用于頒布 Token 的話，二者沒區別，如本例
  2. OAuth2.0 和 JWT 在使用 Token 進行身份驗證時有相似之處，但實際上它們是完全不同的兩種東西，OAuth2.0 是授權認證的框架，JWT 則是認證驗證的方式方法（輕量級概念）
  3. OAuth2.0 更多用在使用第三方賬號登錄的情況（比如使用 weibo，qq，github 等登錄某個 app）

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