ASP.NET Core 认证与授权[7]:动态授权

ASP.NET Core 中基于策略的授权旨在分离授权与应用程序逻辑，它提供了灵活的策略定义模型，在一些权限固定的系统中，使用起来非常方便。但是，当要授权的资源无法预先确定，或需要将权限控制到每一个具体的操作当中时，基于策略的授权便不再适用，本章就来介绍一下如何进行动态的授权。

目录

1. 基于资源的授权
   • 定义资源Requirement
   • 实现资源授权Handler
   • 调用AuthorizationService
2. 基于权限的授权
   • 定义权限项
   • 定义权限Requirement
   • 实现权限授权Handler
   • 使用策略授权
   • 自定义授权过滤器
   • 在视图中使用授权

基于资源的授权

有些场景下，授权需要依赖于要访问的资源，例如：每个资源通常会有一个创建者属性，我们只允许该资源的创建者才可以对其进行编辑，删除等操作，这就无法通过[Authorize]特性来指定授权了。因为授权过滤器会在我们的应用代码，以及MVC的模型绑定之前执行，无法确定所访问的资源。此时，我们需要使用基于资源的授权，下面就来演示一下具体是如何操作的。

定义资源Requirement

在基于资源的授权中，我们要判断的是用户是否具有针对该资源的某项操作，因此，我们先定义一个代表操作的Requirement：

public class MyRequirement : IAuthorizationRequirement
{
    public string Name { get; set; }
}

可以根据实际场景来定义需要的属性，在本示例中，只需要一个Name属性，用来表示针对资源的操作名称（如：增查改删等）。

然后，我们预定义一些常用的操作，方便业务中的调用：

public static class Operations
{
    public static MyRequirement Create = new MyRequirement { Name = "Create" };
    public static MyRequirement Read = new MyRequirement { Name = "Read" };
    public static MyRequirement Update = new MyRequirement { Name = "Update" };
    public static MyRequirement Delete = new MyRequirement { Name = "Delete" };
}

上面定义的 MyRequirement 虽然很简单，但是非常通用，因此，在 ASP.NET Core 中也内置了一个OperationAuthorizationRequirement：

public class OperationAuthorizationRequirement : IAuthorizationRequirement
{
    public string Name { get; set; }
}

在实际应用中，我们可以直接使用OperationAuthorizationRequirement，而不需要再自定义 Requirement，而在这里只是为了方便理解，后续也继续使用 MyRequirement 来演示。

实现资源授权Handler

每一个 Requirement 都需要有一个对应的 Handler，来完成授权逻辑，可以直接让 Requirement 实现IAuthorizationHandler接口，也可以单独定义授权Handler，在这里使用后者。

在本示例中，我们是根据资源的创建者来判断用户是否具有操作权限，因此，我们定义一个资源创建者的接口，而不是直接依赖于具体的资源：

public interface IDocument
{
    string Creator { get; set; }
}

然后实现我们的授权Handler:

public class DocumentAuthorizationHandler : AuthorizationHandler<OperationAuthorizationRequirement, IDocument>
{
    protected override Task HandleRequirementAsync(AuthorizationHandlerContext context, OperationAuthorizationRequirement requirement, IDocument resource)
    {
        // 如果是Admin角色就直接授权成功
        if (context.User.IsInRole("admin"))
        {
            context.Succeed(requirement);
        }
        else
        {
            // 允许任何人创建或读取资源
            if (requirement == Operations.Create || requirement == Operations.Read)
            {
                context.Succeed(requirement);
            }
            else
            {
                // 只有资源的创建者才可以修改和删除
                if (context.User.Identity.Name == resource.Creator)
                {
                    context.Succeed(requirement);
                }
                else
                {
                    context.Fail();
                }
            }
        }
        return Task.CompletedTask;
    }
}

在前面章节的《自定义策略》示例中，我们继承的是AuthorizationHandler<NameAuthorizationRequirement>，而这里继承了AuthorizationHandler<OperationAuthorizationRequirement, Document>，很明显，比之前的多了resource参数，以便用来实现基于资源的授权。

如上，我们并没有验证用户是否已登录，以及context.User是否为空等。这是因为在 ASP.NET Core 的默认授权中，已经对这些进行了判断，我们只需要在要授权的控制器上添加[Authorize]特性即可，无需重复性的工作。

最后，不要忘了，还需要将DocumentAuthorizationHandler注册到DI系统中：

services.AddSingleton<IAuthorizationHandler, DocumentAuthorizationHandler>();

调用AuthorizationService

现在就可以在我们的应用代码中调用IAuthorizationService来完成授权了，不过在此之前，我们再来回顾一下IAuthorizationService接口：

public interface IAuthorizationService
{
    Task<AuthorizationResult> AuthorizeAsync(ClaimsPrincipal user, object resource, IEnumerable<IAuthorizationRequirement> requirements);

    Task<AuthorizationResult> AuthorizeAsync(ClaimsPrincipal user, object resource, string policyName);
}

在《上一章》中，我们提到，使用[Authorize]设置授权时，其AuthorizationHandlerContext中的resource字段被设置为空，现在，我们将要授权的资源传进去即可：

[Authorize]
public class DocumentsController : Controller
{
    public async Task<ActionResult> Details(int? id)
    {
        var document = _docStore.Find(id.Value);
        if (document == null)
        {
            return NotFound();
        }
        if ((await _authorizationService.AuthorizeAsync(User, document, Operations.Read)).Succeeded)
        {
            return View(document);
        }
        else
        {
            return new ForbidResult();
        }
    }

    public async Task<IActionResult> Edit(int? id)
    {
        var document = _docStore.Find(id.Value);
        if (document == null)
        {
            return NotFound();
        }
        if ((await _authorizationService.AuthorizeAsync(User, document, Operations.Update)).Succeeded)
        {
            return View(document);
        }
        else
        {
            return new ForbidReuslt();
        }
    }
}

如上，在授权失败时，我们返回了ForbidResult，建议不要返回ChallengeResult，因为我们要明确的告诉用户是无权访问，而不是未登录。

基于资源的权限非常简单，但是每次都要在应用代码中显示调用IAuthorizationService，显然比较繁琐，我们也可以使用AOP模式，或者使用EF Core拦截器来实现，将授权验证与业务代码分离。

基于权限的授权

在一个通用的用户权限管理系统中，通常每一个Action都代表一种权限，用户拥有哪些权限也是可以动态分配的。本小节就来介绍一下在 ASP.NET Core 中，如何实现一个简单权限管理系统。

定义权限项

首先，我们要确定我们的系统分为哪些权限项，这通常是由业务所决定的，并且是预先确定的，我们可以硬编码在代码中，方便统一调用：

public static class Permissions
{
    public const string User = "User";
    public const string UserCreate = "User.Create";
    public const string UserRead = "User.Read";
    public const string UserUpdate = "User.Update";
    public const string UserDelete = "User.Delete";
}

如上，我们简单定义了“创建用户”，“查询用户”，“更新用户”，“删除用户”四个权限。通常会对权限项进行分组，构成一个树形结构，这样在展示和配置权限时，都会方便很多。在这里，使用.来表示层级进行分组，其中User权限项包含所有以User.开头的权限。

定义权限Requirement

与基于资源的授权类似，我们同样需要定义一个权限Requirement：

public class PermissionAuthorizationRequirement : IAuthorizationRequirement
{
    public PermissionAuthorizationRequirement(string name)
    {
        Name = name;
    }

    public string Name { get; set; }
}

使用Name属性来表示权限的名称，与上面Permissions的常量对应。

实现权限授权Handler

然后实现与上面定义的 Requirement 对应的授权Handler：

public class PermissionAuthorizationHandler : AuthorizationHandler<PermissionAuthorizationRequirement>
{
    private readonly UserStore _userStore;

    public PermissionAuthorizationHandler(UserStore userStore)
    {
        _userStore = userStore;
    }

    protected override Task HandleRequirementAsync(AuthorizationHandlerContext context, PermissionAuthorizationRequirement requirement)
    {
        if (context.User != null)
        {
            if (context.User.IsInRole("admin"))
            {
                context.Succeed(requirement);
            }
            else
            {
                var userIdClaim = context.User.FindFirst(_ => _.Type == ClaimTypes.NameIdentifier);
                if (userIdClaim != null)
                {
                    if (_userStore.CheckPermission(int.Parse(userIdClaim.Value), requirement.Name))
                    {
                        context.Succeed(requirement);
                    }
                }
            }
        }
        return Task.CompletedTask;
    }
}

如上，把admin角色设置为内部固定角色，直接跳过授权检查。其他角色则从Claims中取出用户Id，然后调用CheckPermission完成授权。

权限检查的具体逻辑就属于业务层面的了，通常会从数据库中查找用的的权限列表进行验证，这里就不在多说，简单模拟了一下：

public class UserStore
{
    private static List<User> _users = new List<User>() {
        new User {  Id=1, Name="admin", Password="111111", Role="admin", Email="admin@gmail.com", PhoneNumber="18800000000"},
        new User {  Id=2, Name="alice", Password="111111", Role="user", Email="alice@gmail.com", PhoneNumber="18800000001", Permissions = new List<UserPermission> {
                new UserPermission { UserId = 1, PermissionName = Permissions.User },
                new UserPermission { UserId = 1, PermissionName = Permissions.Role }
            }
        },
        new User {  Id=3, Name="bob", Password="111111", Role = "user", Email="bob@gmail.com", PhoneNumber="18800000002", Permissions = new List<UserPermission> {
                new UserPermission { UserId = 2, PermissionName = Permissions.UserRead },
                new UserPermission { UserId = 2, PermissionName = Permissions.RoleRead }
            }
        },
    };

    public bool CheckPermission(int userId, string permissionName)
    {
        var user = Find(userId);
        if (user == null) return false;
        return user.Permissions.Any(p => permissionName.StartsWith(p.PermissionName));
    }
}

最后，与上面示例一样，将Handler注册到DI系统中：

services.AddSingleton<IAuthorizationHandler, PermissionAuthorizationHandler>();

使用策略授权

那么，怎么在应用代码中使用基于权限的授权呢？

最为简单的，我们可以直接借助于 ASP.NET Core 的授权策略来实现基于权限的授权，因为此时并不需要资源。

services.AddAuthorization(options =>
{
    options.AddPolicy(Permissions.UserCreate, policy => policy.AddRequirements(new PermissionAuthorizationRequirement(Permissions.UserCreate)));
    options.AddPolicy(Permissions.UserRead, policy => policy.AddRequirements(new PermissionAuthorizationRequirement(Permissions.UserRead)));
    options.AddPolicy(Permissions.UserUpdate, policy => policy.AddRequirements(new PermissionAuthorizationRequirement(Permissions.UserUpdate)));
    options.AddPolicy(Permissions.UserDelete, policy => policy.AddRequirements(new PermissionAuthorizationRequirement(Permissions.UserDelete)));
});

如上，针对每一个权限项都定义一个对应的授权策略，然后，就可以在控制器中直接使用[Authorize]来完成授权：

[Authorize]
public class UserController : Controller
{
    [Authorize(Policy = Permissions.UserRead)]
    public ActionResult Index()
    {
    }

    [Authorize(Policy = Permissions.UserRead)]
    public ActionResult Details(int? id)
    {
    }

    [Authorize(Policy = Permissions.UserCreate)]
    public ActionResult Create()
    {
        return View();
    }

    [Authorize(Policy = Permissions.UserCreate)]
    [HttpPost]
    [ValidateAntiForgeryToken]
    public IActionResult Create([Bind("Title")] User user)
    {
    }
}

当然，我们也可以像基于资源的授权那样，在应用代码中调用IAuthorizationService完成授权，这样做的好处是无需定义策略，但是，显然一个一个来定义策略太过于繁琐。

还有一种更好方式，就是使用MVC过滤器来完成对IAuthorizationService的调用，下面就来演示一下。

自定义授权过滤器

我们可以参考上一章中介绍的《AuthorizeFilter》来自定义一个权限过滤器：

[AttributeUsage(AttributeTargets.Class | AttributeTargets.Method, AllowMultiple = true, Inherited = true)]
public class PermissionFilter : Attribute, IAsyncAuthorizationFilter
{
    public PermissionFilter(string name)
    {
        Name = name;
    }

    public string Name { get; set; }

    public async Task OnAuthorizationAsync(AuthorizationFilterContext context)
    {
        var authorizationService = context.HttpContext.RequestServices.GetRequiredService<IAuthorizationService>();
        var authorizationResult = await authorizationService.AuthorizeAsync(context.HttpContext.User, null, new PermissionAuthorizationRequirement(Name));
        if (!authorizationResult.Succeeded)
        {
            context.Result = new ForbidResult();
        }
    }
}

上面的实现非常简单，我们接受一个name参数，代表权限的名称，然后将权限名称转化为PermissionAuthorizationRequirement，最后直接调用 authorizationService 来完成授权。

接下来，我们就可以直接在控制器中使用PermissionFilter过滤器来完成基于权限的授权了：

[Authorize]
public class UserController : Controller
{
    [PermissionFilter(Permissions.UserRead)]
    public ActionResult Index()
    {
        return View(_userStore.GetAll());
    }

    [PermissionFilter(Permissions.UserCreate)]
    public ActionResult Create()
    {
    }

    [PermissionFilter(Permissions.UserCreate)]
    [HttpPost]
    [ValidateAntiForgeryToken]
    public IActionResult Create([Bind("Title")] User user)
    {
    }

    [PermissionFilter(Permissions.UserUpdate)]
    public IActionResult Edit(int? id)
    {
    }

    [PermissionFilter(Permissions.UserUpdate)]
    [HttpPost]
    [ValidateAntiForgeryToken]
    public IActionResult Edit(int id, [Bind("Id,Title")] User user)
    {
    }
}

在视图中使用授权

通常，在前端页面当中，我们也需要根据用户的权限来判断是否显示“添加”，“删除”等按钮，而不是让用户点击“添加”，再提示用户没有权限，这在 ASP.NET Core 中实现起来也非常简单。

我们可以直接在Razor视图中注入IAuthorizationService来检查用户权限：

@inject IAuthorizationService AuthorizationService

@if ((await AuthorizationService.AuthorizeAsync(User, AuthorizationSample.Authorization.Permissions.UserCreate)).Succeeded)
{
    <p>
        <a asp-action="Create">创建</a>
    </p>
}

不过，上面的代码是通过策略名称来授权的，如果我们使用了上面创建的授权过滤器，而没有定义授权策略的话，需要使用如下方式来实现：

@inject IAuthorizationService AuthorizationService

@if ((await AuthorizationService.AuthorizeAsync(User, new PermissionAuthorizationRequirement(AuthorizationSample.Authorization.Permissions.UserCreate))).Succeeded)
{
    <p>
        <a asp-action="Create">创建</a>
    </p>
}

我们也可以定义一个AuthorizationService的扩展方法，实现通过权限名称进行授权，这里就不再多说。

我们不能因为隐藏了操作按钮，就不在后端进行授权验证了，就像JS的验证一样，前端的验证就为了提升用户的体验，后端的验证在任何时候都是必不可少的。

总结

在大多数场景下，我们只需要使用授权策略就可以应对，而在授权策略不能满足我们的需求时，由于 ASP.NET Core 提供了一个统一的 IAuthorizationService 授权接口，这就使我们扩展起来也非常方便。ASP.NET Core 的授权部分到这来也就介绍完了，总的来说，要比ASP.NET 4.x的时候，简单，灵活很多，可见 ASP.NET Core 不仅仅是为了跨平台，而是为了适应现代应用程序的开发方式而做出的全新的设计，我们也应该用全新的思维去学习.NET Core，踏上时代的浪潮。

本文示例代码地址：https://github.com/RainingNight/AspNetCoreSample/tree/master/src/Functional/Authorization/AuthorizationSample。