ASP.NET MVC Form验证

时间:2023-01-18 15:04:46

一、前言

  关于表单验证,园子里已经有不少的文章,相信Web开发人员也都基本写过,最近在一个个人项目中刚好用到,在这里与大家分享一下。本来想从用户注册开始写起,但发现东西比较多,涉及到界面、前端验证、前端加密、后台解密、用户密码Hash、权限验证等等,文章写起来可能会很长,所以这里主要介绍的是登录验证和权限控制部分,有兴趣的朋友欢迎一起交流。

  一般验证方式有Windows验证和表单验证,web项目用得更多的是表单验证。原理很简单,简单地说就是利用浏览器的cookie,将验证令牌存储在客户端浏览器上,cookie每次会随请求发送到服务器,服务器验证这个令牌。通常一个系统的用户会分为多种角色:匿名用户、普通用户和管理员;这里面又可以再细分,例如用户可以是普通用户或Vip用户,管理员可以是普通管理员或超级管理员等。在项目中,我们有的页面可能只允许管理员查看,有的只允许登录用户查看,这就是角色区分(Roles);某些特别情况下,有些页面可能只允许叫“张三”名字的人查看,这就是用户区分(Users)。

  我们先看一下最后要实现的效果:

  1.这是在Action级别的控制。

    public class Home1Controller : Controller
{
//匿名访问
public ActionResult Index()
{
return View();
}
//登录用户访问
[RequestAuthorize]
public ActionResult Index2()
{
return View();
}
//登录用户,张三才能访问
[RequestAuthorize(Users="张三")]
public ActionResult Index3()
{
return View();
}
//管理员访问
[RequestAuthorize(Roles="Admin")]
public ActionResult Index4()
{
return View();
}
}

  2.这是在Controller级别的控制。当然,如果某个Action需要匿名访问,也是允许的,因为控制级别上,Action优先级大于Controller。

    //Controller级别的权限控制
[RequestAuthorize(User="张三")]
public class Home2Controller : Controller
{
//登录用户访问
public ActionResult Index()
{
return View();
}
//允许匿名访问
[AllowAnonymous]
public ActionResult Index2()
{
return View();
}
}

  3.Area级别的控制。有时候我们会把一些模块做成分区,当然这里也可以在Area的Controller和Action进行标记。

  从上面可以看到,我们需要在各个地方进行标记权限,如果把Roles和Users硬写在程序中,不是很好的做法。我希望能更简单一点,在配置文件进行说明。例如如下配置:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<!--
1.这里可以把权限控制转移到配置文件,这样就不用在程序中写roles和users了
2.如果程序也写了,那么将覆盖配置文件的。
3.action级别的优先级 > controller级别 > Area级别
-->
<root>
<!--area级别-->
<area name="Admin">
<roles>Admin</roles>
</area> <!--controller级别-->
<controller name="Home2">
<user>张三</user>
</controller> <!--action级别-->
<controller name="Home1">
<action name="Inde3">
<users>张三</users>
</action>
<action name="Index4">
<roles>Admin</roles>
</action>
</controller>
</root>

  写在配置文件里,是为了方便管理,如果程序里也写了,将覆盖配置文件的。ok,下面进入正题。

二、主要接口

  先看两个主要用到的接口。

  IPrincipal 定义了用户对象的基本功能,接口定义如下:

public interface IPrincipal
{
//标识对象
IIdentity Identity { get; }
//判断当前角色是否属于指定的角色
bool IsInRole(string role);
}

  它有两个主要成员,IsInRole用于判断当前对象是否属于指定角色的,IIdentity定义了标识对象信息。HttpContext的User属性就是IPrincipal类型的。

  IIdentity 定义了标识对象的基本功能,接口定义如下:

public interface IIdentity
{
//身份验证类型
string AuthenticationType { get; }
//是否验证通过
bool IsAuthenticated { get; }
//用户名
string Name { get; }
}

  IIdentity包含了一些用户信息,但有时候我们需要存储更多信息,例如用户ID、用户角色等,这些信息会被序列到cookie中加密保存,验证通过时可以解码再反序列化获得,状态得以保存。例如定义一个UserData。

    public class UserData : IUserData
{
public long UserID { get; set; }
public string UserName { get; set; }
public string UserRole { get; set; } public bool IsInRole(string role)
{
if (string.IsNullOrEmpty(role))
{
return true;
}
return role.Split(',').Any(item => item.Equals(this.UserRole, StringComparison.OrdinalIgnoreCase));
} public bool IsInUser(string user)
{
if (string.IsNullOrEmpty(user))
{
return true;
}
return user.Split(',').Any(item => item.Equals(this.UserName, StringComparison.OrdinalIgnoreCase));
}
}

  UserData实现了IUserData接口,该接口定义了两个方法:IsInRole和IsInUser,分别用于判断当前用户角色和用户名是否符合要求。该接口定义如下:

    public interface IUserData
{
bool IsInRole(string role);
bool IsInUser(string user);
}

  接下来定义一个Principal实现IPrincipal接口,如下:

public class Principal : IPrincipal
{
public IIdentity Identity{get;private set;}
public IUserData UserData{get;set;} public Principal(FormsAuthenticationTicket ticket, IUserData userData)
{
EnsureHelper.EnsureNotNull(ticket, "ticket");
EnsureHelper.EnsureNotNull(userData, "userData");
this.Identity = new FormsIdentity(ticket);
this.UserData = userData;
} public bool IsInRole(string role)
{
return this.UserData.IsInRole(role);
} public bool IsInUser(string user)
{
return this.UserData.IsInUser(user);
}
}

  Principal包含IUserData,而不是具体的UserData,这样很容易更换一个UserData而不影响其它代码。Principal的IsInRole和IsInUser间接调用了IUserData的同名方法。

三、写入cookie和读取cookie

  接下来,需要做的就是用户登录成功后,创建UserData,序列化,再利用FormsAuthentication加密,写到cookie中;而请求到来时,需要尝试将cookie解密并反序列化。如下:

public class HttpFormsAuthentication
{
public static void SetAuthenticationCookie(string userName, IUserData userData, double rememberDays = 0)
{
EnsureHelper.EnsureNotNullOrEmpty(userName, "userName");
EnsureHelper.EnsureNotNull(userData, "userData");
EnsureHelper.EnsureRange(rememberDays, "rememberDays", 0); //保存在cookie中的信息
string userJson = JsonConvert.SerializeObject(userData); //创建用户票据
double tickekDays = rememberDays == 0 ? 7 : rememberDays;
var ticket = new FormsAuthenticationTicket(2, userName,
DateTime.Now, DateTime.Now.AddDays(tickekDays), false, userJson); //FormsAuthentication提供web forms身份验证服务
//加密
string encryptValue = FormsAuthentication.Encrypt(ticket); //创建cookie
HttpCookie cookie = new HttpCookie(FormsAuthentication.FormsCookieName, encryptValue);
cookie.HttpOnly = true;
cookie.Domain = FormsAuthentication.CookieDomain; if (rememberDays > 0)
{
cookie.Expires = DateTime.Now.AddDays(rememberDays);
}
HttpContext.Current.Response.Cookies.Remove(cookie.Name);
HttpContext.Current.Response.Cookies.Add(cookie);
} public static Principal TryParsePrincipal<TUserData>(HttpContext context)
where TUserData : IUserData
{
EnsureHelper.EnsureNotNull(context, "context"); HttpRequest request = context.Request;
HttpCookie cookie = request.Cookies[FormsAuthentication.FormsCookieName];
if(cookie == null || string.IsNullOrEmpty(cookie.Value))
{
return null;
}
//解密cookie值
FormsAuthenticationTicket ticket = FormsAuthentication.Decrypt(cookie.Value);
if(ticket == null || string.IsNullOrEmpty(ticket.UserData))
{
return null;
}
IUserData userData = JsonConvert.DeserializeObject<TUserData>(ticket.UserData);
return new Principal(ticket, userData);
}
}

  在登录时,我们可以类似这样处理:

        public ActionResult Login(string userName,string password)
{
//验证用户名和密码等一些逻辑... UserData userData = new UserData()
{
UserName = userName,
UserID = userID,
UserRole = "Admin"
};
HttpFormsAuthentication.SetAuthenticationCookie(userName, userData, 7); //验证通过...
}

  登录成功后,就会把信息写入cookie,可以通过浏览器观察请求,就会有一个名称为"Form"的Cookie(还需要简单配置一下配置文件),它的值是一个加密后的字符串,后续的请求根据此cookie请求进行验证。具体做法是在HttpApplication的AuthenticateRequest验证事件中调用上面的TryParsePrincipal,如:

        protected void Application_AuthenticateRequest(object sender, EventArgs e)
{
HttpContext.Current.User = HttpFormsAuthentication.TryParsePrincipal<UserData>(HttpContext.Current);
}

  这里如果验证不通过,HttpContext.Current.User就是null,表示当前用户未标识。但在这里还不能做任何关于权限的处理,因为上面说到的,有些页面是允许匿名访问的。

三、AuthorizeAttribute

  这是一个Filter,在Action执行前执行,它实现了IActionFilter接口。关于Filter,可以看我之前的这篇文章,这里就不多介绍了。我们定义一个RequestAuthorizeAttribute继承AuthorizeAttribute,并重写它的OnAuthorization方法,如果一个Controller或者Action标记了该特性,那么该方法就会在Action执行前被执行,在这里判断是否已经登录和是否有权限,如果没有则做出相应处理。具体代码如下:

[AttributeUsage(AttributeTargets.Class | AttributeTargets.Method)]
public class RequestAuthorizeAttribute : AuthorizeAttribute
{
//验证
public override void OnAuthorization(AuthorizationContext context)
{
EnsureHelper.EnsureNotNull(context, "httpContent");
//是否允许匿名访问
if (context.ActionDescriptor.IsDefined(typeof(AllowAnonymousAttribute), false))
{
return;
}
//登录验证
Principal principal = context.HttpContext.User as Principal;
if (principal == null)
{
SetUnAuthorizedResult(context);
HandleUnauthorizedRequest(context);
return;
}
//权限验证
if (!principal.IsInRole(base.Roles) || !principal.IsInUser(base.Users))
{
SetUnAuthorizedResult(context);
HandleUnauthorizedRequest(context);
return;
}
//验证配置文件
if(!ValidateAuthorizeConfig(principal, context))
{
SetUnAuthorizedResult(context);
HandleUnauthorizedRequest(context);
return;
}
} //验证不通过时
private void SetUnAuthorizedResult(AuthorizationContext context)
{
HttpRequestBase request = context.HttpContext.Request;
if (request.IsAjaxRequest())
{
//处理ajax请求
string result = JsonConvert.SerializeObject(JsonModel.Error(403));
context.Result = new ContentResult() { Content = result };
}
else
{
//跳转到登录页面
string loginUrl = FormsAuthentication.LoginUrl + "?ReturnUrl=" + preUrl;
context.Result = new RedirectResult(loginUrl);
}
}   //override
protected override void HandleUnauthorizedRequest(AuthorizationContext filterContext)
{
if(filterContext.Result != null)
{
return;
}
base.HandleUnauthorizedRequest(filterContext);
}
}

  注:这里的代码摘自个人项目中的,简写了部分代码,有些是辅助类,代码没有贴出,但应该不影响阅读。

  1. 如果我们在HttpApplication的AuthenticateRequest事件中获得的IPrincipal为null,那么验证不通过。

  2. 如果验证通过,程序会进行验证AuthorizeAttribute的Roles和User属性。

  3. 如果验证通过,程序会验证配置文件中对应的Roles和Users属性。

  验证配置文件的方法如下:

        private bool ValidateAuthorizeConfig(Principal principal, AuthorizationContext context)
{
//action可能有重载,重载时应该标记ActionName区分
ActionNameAttribute actionNameAttr = context.ActionDescriptor
.GetCustomAttributes(typeof(ActionNameAttribute), false)
.OfType<ActionNameAttribute>().FirstOrDefault();
string actionName = actionNameAttr == null ? null : actionNameAttr.Name;
AuthorizationConfig ac = ParseAuthorizeConfig(actionName, context.RouteData);
if (ac != null)
{
if (!principal.IsInRole(ac.Roles))
{
return false;
}
if (!principal.IsInUser(ac.Users))
{
return false;
}
}
return true;
} private AuthorizationConfig ParseAuthorizeConfig(string actionName, RouteData routeData)
{
string areaName = routeData.DataTokens["area"] as string;
string controllerName = null;
object controller, action;
if(string.IsNullOrEmpty(actionName))
{
if(routeData.Values.TryGetValue("action", out action))
{
actionName = action.ToString();
}
}
if (routeData.Values.TryGetValue("controller", out controller))
{
controllerName = controller.ToString();
}
if(!string.IsNullOrEmpty(controllerName) && !string.IsNullOrEmpty(actionName))
{
return AuthorizationConfig.ParseAuthorizationConfig(
areaName, controllerName, actionName);
}
return null;
}
}

  可以看到,它会根据当前请求的area、controller和action名称,通过一个AuthorizationConfig类进行验证,该类的定义如下:

public class AuthorizationConfig
{
public string Roles { get; set; }
public string Users { get; set; } private static XDocument _doc; //配置文件路径
private static string _path = "~/Identity/Authorization.xml"; //首次使用加载配置文件
static AuthorizationConfig()
{
string absPath = HttpContext.Current.Server.MapPath(_path);
if (File.Exists(absPath))
{
_doc = XDocument.Load(absPath);
}
} //解析配置文件,获得包含Roles和Users的信息
public static AuthorizationConfig ParseAuthorizationConfig(string areaName, string controllerName, string actionName)
{
EnsureHelper.EnsureNotNullOrEmpty(controllerName, "controllerName");
EnsureHelper.EnsureNotNullOrEmpty(actionName, "actionName"); if (_doc == null)
{
return null;
}
XElement rootElement = _doc.Element("root");
if (rootElement == null)
{
return null;
}
AuthorizationConfig info = new AuthorizationConfig();
XElement rolesElement = null;
XElement usersElement = null;
XElement areaElement = rootElement.Elements("area")
.Where(e => CompareName(e, areaName)).FirstOrDefault();
XElement targetElement = areaElement ?? rootElement;
XElement controllerElement = targetElement.Elements("controller")
.Where(e => CompareName(e, controllerName)).FirstOrDefault(); //如果没有area节点和controller节点则返回null
if (areaElement == null && controllerElement == null)
{
return null;
}
//此时获取标记的area
if (controllerElement == null)
{
rootElement = areaElement.Element("roles");
usersElement = areaElement.Element("users");
}
else
{
XElement actionElement = controllerElement.Elements("action")
.Where(e => CompareName(e, actionName)).FirstOrDefault();
if (actionElement != null)
{
//此时获取标记action的
rolesElement = actionElement.Element("roles");
usersElement = actionElement.Element("users");
}
else
{
//此时获取标记controller的
rolesElement = controllerElement.Element("roles");
usersElement = controllerElement.Element("users");
}
}
info.Roles = rolesElement == null ? null : rolesElement.Value;
info.Users = usersElement == null ? null : usersElement.Value;
return info;
} private static bool CompareName(XElement e, string value)
{
XAttribute attribute = e.Attribute("name");
if (attribute == null || string.IsNullOrEmpty(attribute.Value))
{
return false;
}
return attribute.Value.Equals(value, StringComparison.OrdinalIgnoreCase);
}
}

  这里的代码比较长,但主要逻辑就是解析文章开头的配置信息。

  简单总结一下程序实现的步骤:

  1. 校对用户名和密码正确后,调用SetAuthenticationCookie将一些状态信息写入cookie。

  2. 在HttpApplication的Authentication事件中,调用TryParsePrincipal获得状态信息。

  3. 在需要验证的Action(或Controller)标记 RequestAuthorizeAttribute特性,并设置Roles和Users;Roles和Users也可以在配置文件中配置。

  4. 在RequestAuthorizeAttribute的OnAuthorization方法中进行验证和权限逻辑处理。

四、总结

  上面就是整个登录认证的核心实现过程,只需要简单配置一下就可以实现了。但实际项目中从用户注册到用户管理整个过程是比较复杂的,而且涉及到前后端验证、加解密问题。关于安全问题,FormsAuthentication在加密的时候,会根据服务器的MachineKey等一些信息进行加密,所以相对安全。当然,如果说请求被恶意拦截,然后被伪造登录还是有可能的,这是后面要考虑的问题了,例如使用安全的http协议https。