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C#进阶系列——WebApi 身份认证解决方案：Basic基础认证

阅读目录

一、为什么需要身份认证
二、Basic基础认证的原理解析
- 1、常见的认证方式
- 2、Basic基础认证原理
三、Basic基础认证的代码示例
- 1、登录过程
- 2、/Home/Index主界面
- 3、WebApiCORS验证部分（重点）
四、优化
- 1、解决API的问题
- 2、解决ajax的问题
- 3、解决特殊不想使用验证的方法
五、总结

正文

一、为什么需要身份认证

在前言里面，我们说了，如果没有启用身份认证，那么任何匿名用户只要知道了我们服务的url，就能随意访问我们的服务接口，从而访问或修改数据库。

1、我们不加身份认证，匿名用户可以直接通过url随意访问接口：

可以看到，匿名用户直接通过url就能访问我们的数据接口，最终会发生什么事，大家可以随意畅想。

2、增加了身份认证之后，只有带了我们访问票据的请求才能访问我们的接口。

例如我们直接通过url访问，会返回401

如果是正常流程的请求，带了票据，就OK了。

可以看到，正常流程的请求，会在请求报文的头里面增加Authorization这一项，它的值就是我们的Ticket票据信息。

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二、Basic基础认证的原理解析

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1、常见的认证方式

我们知道，asp.net的认证机制有很多种。对于WebApi也不例外，常见的认证方式有

FORM身份验证
集成WINDOWS验证
Basic基础认证
Digest摘要认证

园子里很多关于WebApi认证的文章，各种认证方式都会涉及到，但感觉都不够细。这里也并不想去研究哪种验证方式适用哪种使用场景，因为博主还是觉得“贪多嚼不烂”，也可能是博主能力所限。对于认证机制，弄懂其中一种，其他的都能融会贯通。此篇就使用Basic基础认证来详细讲解下整个的过程。

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2、Basic基础认证原理

我们知道，认证的目的在于安全，那么如何能保证安全呢？常用的手段自然是加密。Basic认证也不例外，主要原理就是加密用户信息，生成票据，每次请求的时候将票据带过来验证。这样说可能有点抽象，我们详细分解每个步骤：

首先登陆的时候验证用户名、密码，如果登陆成功，则将用户名、密码按照一定的规则生成加密的票据信息Ticket，将票据信息返回到前端。
如果登陆成功，前端会收到票据信息，然后跳转到主界面，并且将票据信息也带到主界面的ActionResult里面(例如跳转的url可以这样写：/Home/Index?Ticket=Ticket)
在主界面的ActionResult里面通过参数得到票据信息Ticket，然后将Ticket信息保存到ViewBag里面传到前端。
在主界面的前端，发送Ajax请求的时候将票据信息加入到请求的Head里面，将票据信息随着请求一起发送到服务端去。
在WebApi服务里面定义一个类，继承AuthorizeAttribute类，然后重写父类的OnAuthorization方法，在OnAuthorization方法里面取到当前http请求的Head，从Head里面取到我们前端传过来的票据信息。解密票据信息，从解密的信息里面得到用户名和密码，然后验证用户名和密码是否正确。如果正确，表示验证通过，否则返回未验证的请求401。

这个基本的原理。下面就按照这个原理来看看每一步的代码如何实现。

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三、Basic基础认证的代码示例

首先说下我们的示例场景，上次介绍 CORS 的时候我们在一个解决方案里面放了两个项目Web和WebApiCORS，我们这次还是以这个为例来说明。

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1、登录过程

1.1、Web前端

<body>
    <div style="text-align:center;"> 
        <div>用户名：<input type="text" id="txt_username" /></div>
        <div>密  码：<input type="password" id="txt_password"  /></div>
        <div><input type="button" value="登录" id="btn_login" class="btn-default" /></div>
    </div>
</body>

$(function () {
    $("#btn_login").click(function () {
        $.ajax({
            type: "get",
            url: "http://localhost:27221/api/User/Login",
            data: { strUser: $("#txt_username").val(), strPwd: $("#txt_password").val() },
            success: function (data, status) {
                if (status == "success") {
                    if (!data.bRes){
                        alert("登录失败");
                        return;
                    }
                    alert("登录成功"); 　　　　　　　　　　　 //登录成功之后将用户名和用户票据带到主界面
                    window.location = "/Home/Index?UserName=" + data.UserName + "&Ticket=" + data.Ticket;
                }
            },
            error: function (e) {
            },
            complete: function () {

            }

        });
    });
});

1.2、登录的API接口

 　　public class UserController : ApiController
    {
        /// <summary>
        /// 用户登录
        /// </summary>
        /// <param name="strUser"></param>
        /// <param name="strPwd"></param>
        /// <returns></returns>
        [HttpGet]
        public object Login(string strUser, string strPwd)
        {
            if (!ValidateUser(strUser, strPwd))
            {
                return new { bRes = false };
            }
            FormsAuthenticationTicket ticket = new FormsAuthenticationTicket(0, strUser, DateTime.Now,
                            DateTime.Now.AddHours(1), true, string.Format("{0}&{1}", strUser, strPwd),
                            FormsAuthentication.FormsCookiePath);
            //返回登录结果、用户信息、用户验证票据信息
            var oUser = new UserInfo { bRes = true, UserName = strUser, Password = strPwd, Ticket = FormsAuthentication.Encrypt(ticket) };
            //将身份信息保存在session中，验证当前请求是否是有效请求
            HttpContext.Current.Session[strUser] = oUser;
            return oUser;
        }

        //校验用户名密码（正式环境中应该是数据库校验）
        private bool ValidateUser(string strUser, string strPwd)
        {
            if (strUser == "admin" && strPwd == "123456")
            {
                return true;
            }
            else
            {
                return false;
            }
        }
    }

    public class UserInfo
    {
        public bool bRes { get; set; }

        public string UserName { get; set; }

        public string Password { get; set; }

        public string Ticket { get; set; }
    }

这里有一点需要注意的是，因为WebApi默认是没有开启Session的，所以需要我们作一下配置，手动去启用session。如何开启WebApi里面的Session，请参考：http://www.cnblogs.com/tinya/p/4563641.html

正如上面的原理部分说的，登录如果失败，则直接返回；如果成功，则将生成的票据Ticket带到前端，传到主界面/Home/Index，下面，我们就来看看主界面Home/Index。

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2、/Home/Index主界面

 　　public class HomeController : Controller
    {
        // GET: Home
        public ActionResult Index(string UserName, string Ticket)
        {
            ViewBag.UserName = UserName;
            ViewBag.Ticket = Ticket;
            return View();
        }
    }

<html>
<head>
    <meta name="viewport" content="width=device-width" />
    <title>Index</title>
    <script src="~/Content/jquery-1.9.1.js"></script>
    <link href="~/Content/bootstrap/css/bootstrap.css" rel="stylesheet" />
    <script src="~/Content/bootstrap/js/bootstrap.js"></script>
    <script src="~/Scripts/Home/Index.js"></script>
    <script type="text/javascript">
        //打开页面的时候保存票据信息
        var UserName = '@ViewBag.UserName';
        var Ticket = '@ViewBag.Ticket';
    </script>
</head>
<body>
    <div>当前登录用户：'@ViewBag.UserName'</div>

    <div id="div_test">

    </div>
</body>
</html>

$(function () {
    $.ajax({
        type: "get",
        url: "http://localhost:27221/api/Charging/GetAllChargingData",
        data: {},
        beforeSend: function (XHR) {
            //发送ajax请求之前向http的head里面加入验证信息
            XHR.setRequestHeader('Authorization', 'BasicAuth ' + Ticket);
        },
        success: function (data, status) {
            if (status == "success") {
                $("#div_test").html(data);
            }
        },
        error: function (e) {
            $("#div_test").html("Error");
        },
        complete: function () {

        }

    });
});

这里需要说明的是，我们在发送ajax请求之前，通过 XHR.setRequestHeader('Authorization', 'BasicAuth ' + Ticket); 这一句向请求的报文头里面增加票据信息。就是因为这里加了这一句，所以才有我们下图中的红线部分：

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3、WebApiCORS验证部分（重点）

我们看到，上面的/Home/Index页面里面发送了ajax请求去访问服务的 http://localhost:27221/api/Charging/GetAllChargingData 这个接口，那么我们在WebApi里面怎么去验证这个请求和合法的请求呢？接下来我们重点看看验证的这个过程。

3.1、在WebApiCORS项目里面自定义一个类RequestAuthorizeAttribute，去继承我们的AuthorizeAttribute这个类。然后重写OnAuthorization方法，在这个方法里面取到请求头的Ticket信息，然后校验用户名密码是否合理。

　　 /// <summary>
    /// 自定义此特性用于接口的身份验证
    /// </summary>
    public class RequestAuthorizeAttribute : AuthorizeAttribute
    {
        //重写基类的验证方式，加入我们自定义的Ticket验证
        public override void OnAuthorization(System.Web.Http.Controllers.HttpActionContext actionContext)
        {
            //从http请求的头里面获取身份验证信息，验证是否是请求发起方的ticket
            var authorization = actionContext.Request.Headers.Authorization;
            if ((authorization != null) && (authorization.Parameter != null))
            {
                //解密用户ticket,并校验用户名密码是否匹配
                var encryptTicket = authorization.Parameter;
                if (ValidateTicket(encryptTicket))
                {
                    base.IsAuthorized(actionContext);
                }
                else
                {
                    HandleUnauthorizedRequest(actionContext);
                }
            }
            //如果取不到身份验证信息，并且不允许匿名访问，则返回未验证401
            else
            {
                var attributes = actionContext.ActionDescriptor.GetCustomAttributes<AllowAnonymousAttribute>().OfType<AllowAnonymousAttribute>();
                bool isAnonymous = attributes.Any(a => a is AllowAnonymousAttribute);
                if (isAnonymous) base.OnAuthorization(actionContext);
                else HandleUnauthorizedRequest(actionContext);
            }
        }

        //校验用户名密码（正式环境中应该是数据库校验）
        private bool ValidateTicket(string encryptTicket)
        {
            //解密Ticket
            var strTicket = FormsAuthentication.Decrypt(encryptTicket).UserData;

            //从Ticket里面获取用户名和密码
            var index = strTicket.IndexOf("&");
            string strUser = strTicket.Substring(0, index);
            string strPwd = strTicket.Substring(index + 1);

            if (strUser == "admin" && strPwd == "123456")
            {
                return true;
            }
            else
            {
                return false;
            }
        }
    }

3.2、在具体的Api接口增加我们上面自定义类的特性

    [RequestAuthorize]
    public class ChargingController : ApiController
    {
        /// <summary>
        /// 得到所有数据
        /// </summary>
        /// <returns>返回数据</returns>
        [HttpGet]
        public string GetAllChargingData()
        {
            return "Success";
        }

        /// <summary>
        /// 得到当前Id的所有数据
        /// </summary>
        /// <param name="id">参数Id</param>
        /// <returns>返回数据</returns>
        [HttpGet]
        public string GetAllChargingData(string id)
        {
            return "ChargingData" + id;
        }

    }

增加了特性标注之后，每次请求这个API里面的接口之前，程序会先进入到我们override过的 OnAuthorization() 方法里面，验证通过之后，才会进到相应的方法里面去执行，否则返回401。

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四、优化

通过上面的几步，基本就能达到我们想要的身份认证的效果，但是总是感觉不太方便，主要不太方便的点有以下几个。

每次新建一个API，对应的接口上面都要标注 [RequestAuthorize] 这个一个东西，感觉好麻烦。
每次发送ajax请求，都要在beforeSend事件里面加 XHR.setRequestHeader('Authorization', 'BasicAuth ' + Ticket); 这个，感觉也麻烦。
如果有些WebApi服务的某些方法，我们不想使用这个验证，让它可以匿名用户验证（比如我们的登录方法Login）。该怎么处理呢。

关于以上两点，我们优化下

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1、解决API的问题

在API里面加一个公共的父类，在父类上面标注 [RequestAuthorize] 即可。

namespace WebApiCORS.Controllers
{
    [RequestAuthorize]
    [EnableCors(origins: "*", headers: "*", methods: "*")]
    public class BaseApiController : ApiController
    {
    }
}

namespace WebApiCORS.Controllers
{
    public class ChargingController : BaseApiController
    {
        /// <summary>
        /// 得到所有数据
        /// </summary>
        /// <returns>返回数据</returns>
        [HttpGet]
        public string GetAllChargingData()
        {
            return "Success";
        }

        /// <summary>
        /// 得到当前Id的所有数据
        /// </summary>
        /// <param name="id">参数Id</param>
        /// <returns>返回数据</returns>
        [HttpGet]
        public string GetAllChargingData(string id)
        {
            return "ChargingData" + id;
        }
　　}
}

注意：我们登录的请求是不需要验证的，因为登录的时候还没有产生票据，所以登录的API不能够继承 BaseApiController

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2、解决ajax的问题

还记得我们在 JS组件系列——封装自己的JS组件，你也可以这篇里面介绍的增加ajax的error事件的公共处理方法吗？我们是否也可以通过同样的机制去增加这个呢。新建一个文件Jquery_ajax_extention.js

(function ($) {
    //1.得到$.ajax的对象
    var _ajax = $.ajax;
    $.ajax = function (options) {
        //2.每次调用发送ajax请求的时候定义默认的error处理方法
        var fn = {
            error: function (XMLHttpRequest, textStatus, errorThrown) {
                toastr.error(XMLHttpRequest.responseText, '错误消息', { closeButton: true, timeOut: 0, positionClass: 'toast-top-full-width' });
            },
            success: function (data, textStatus) { },
            beforeSend: function (XHR) { },
            complete: function (XHR, TS) { }
        }
        //3.扩展原生的$.ajax方法，返回最新的参数
        var _options = $.extend({}, {
            error: function (XMLHttpRequest, textStatus, errorThrown) {
                fn.error(XMLHttpRequest, textStatus, errorThrown);
            },
            success: function (data, textStatus) {
                fn.success(data, textStatus);
            },
            beforeSend: function (XHR) {
                XHR.setRequestHeader('Authorization', 'BasicAuth ' + Ticket);
                fn.beforeSend(XHR);
            },
            complete: function (XHR, TS) {
                fn.complete(XHR, TS);
            }
        }, options);
        //4.将最新的参数传回ajax对象
        _ajax(_options);
    };
})(jQuery);

引用这个js后再发送ajax不必在每个请求的beforeSend里面写了。

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3、解决特殊不想使用验证的方法

如果我们某些方法不想使用验证，使得它可以让匿名用户访问，我们可以在方法的上面加特性标注 [AllowAnonymous] ，申明该方法运行匿名访问。比如：

　　public class ChargingController : BaseApiController
    {
        /// <summary>
        /// 得到所有数据
        /// </summary>
        /// <returns>返回数据</returns>
        [HttpGet]
        public string GetAllChargingData()
        {
            return "Success";
        }

        /// <summary>
        /// 得到当前Id的所有数据
        /// </summary>
        /// <param name="id">参数Id</param>
        /// <returns>返回数据</returns>
        [HttpGet]
        [AllowAnonymous]
        public string GetAllChargingData(string id)
        {
            return "ChargingData" + id;
        }
　　}

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五、总结

以上结合一个实例讲解了下Basic认证的实现原理以及简单使用，本文观点都是来自博主自己的理解，如果有不全面的地方，还望园友们斧正。

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