前言:本文将会结合asp.net core 认证源码来分析起认证的原理与流程。asp.net core版本2.2

对于大部分使用asp.net core开发的人来说。

下面这几行代码应该很熟悉了。

services.AddAuthentication(JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme)
.AddJwtBearer(options =>
{
options.RequireHttpsMetadata = false;
options.Audience = "sp_api";
options.Authority = "http://localhost:5001";
options.SaveToken = true; })
 app.UseAuthentication();

废话不多说。直接看 app.UseAuthentication()的源码

 public class AuthenticationMiddleware
{
private readonly RequestDelegate _next; public AuthenticationMiddleware(RequestDelegate next, IAuthenticationSchemeProvider schemes)
{
if (next == null)
{
throw new ArgumentNullException(nameof(next));
}
if (schemes == null)
{
throw new ArgumentNullException(nameof(schemes));
} _next = next;
Schemes = schemes;
} public IAuthenticationSchemeProvider Schemes { get; set; } public async Task Invoke(HttpContext context)
{
context.Features.Set<IAuthenticationFeature>(new AuthenticationFeature
{
OriginalPath = context.Request.Path,
OriginalPathBase = context.Request.PathBase
}); // Give any IAuthenticationRequestHandler schemes a chance to handle the request
var handlers = context.RequestServices.GetRequiredService<IAuthenticationHandlerProvider>();
foreach (var scheme in await Schemes.GetRequestHandlerSchemesAsync())
{
var handler = await handlers.GetHandlerAsync(context, scheme.Name) as IAuthenticationRequestHandler;
if (handler != null && await handler.HandleRequestAsync())
{
return;
}
} var defaultAuthenticate = await Schemes.GetDefaultAuthenticateSchemeAsync();
if (defaultAuthenticate != null)
{
var result = await context.AuthenticateAsync(defaultAuthenticate.Name);
if (result?.Principal != null)
{
context.User = result.Principal;
}
} await _next(context);
}

现在来看看var defaultAuthenticate = await Schemes.GetDefaultAuthenticateSchemeAsync(); 干了什么。

在这之前。我们更应该要知道上面代码中  public IAuthenticationSchemeProvider Schemes { get; set; } ,假如脑海中对这个IAuthenticationSchemeProvider类型的来源,有个清晰认识,对后面的理解会有很大的帮助

现在来揭秘IAuthenticationSchemeProvider 是从哪里来添加到ioc的。

  public static AuthenticationBuilder AddAuthentication(this IServiceCollection services)
{
if (services == null)
{
throw new ArgumentNullException(nameof(services));
} services.AddAuthenticationCore();
services.AddDataProtection();
services.AddWebEncoders();
services.TryAddSingleton<ISystemClock, SystemClock>();
return new AuthenticationBuilder(services);
}

红色代码内部逻辑中就把IAuthenticationSchemeProvider添加到了IOC中。先来看看services.AddAuthenticationCore()的源码,这个源码的所在的解决方案的仓库地址是https://github.com/aspnet/HttpAbstractions,这个仓库目前已不再维护,其代码都转移到了asp.net core 仓库 。

下面为services.AddAuthenticationCore()的源码

 public static class AuthenticationCoreServiceCollectionExtensions
{
/// <summary>
/// Add core authentication services needed for <see cref="IAuthenticationService"/>.
/// </summary>
/// <param name="services">The <see cref="IServiceCollection"/>.</param>
/// <returns>The service collection.</returns>
public static IServiceCollection AddAuthenticationCore(this IServiceCollection services)
{
if (services == null)
{
throw new ArgumentNullException(nameof(services));
} services.TryAddScoped<IAuthenticationService, AuthenticationService>();
services.TryAddSingleton<IClaimsTransformation, NoopClaimsTransformation>(); // Can be replaced with scoped ones that use DbContext
services.TryAddScoped<IAuthenticationHandlerProvider, AuthenticationHandlerProvider>();
services.TryAddSingleton<IAuthenticationSchemeProvider, AuthenticationSchemeProvider>();
return services;
} /// <summary>
/// Add core authentication services needed for <see cref="IAuthenticationService"/>.
/// </summary>
/// <param name="services">The <see cref="IServiceCollection"/>.</param>
/// <param name="configureOptions">Used to configure the <see cref="AuthenticationOptions"/>.</param>
/// <returns>The service collection.</returns>
public static IServiceCollection AddAuthenticationCore(this IServiceCollection services, Action<AuthenticationOptions> configureOptions) {
if (services == null)
{
throw new ArgumentNullException(nameof(services));
} if (configureOptions == null)
{
throw new ArgumentNullException(nameof(configureOptions));
} services.AddAuthenticationCore();
services.Configure(configureOptions);
return services;
}
}

完全就可以看待添加了一个全局单例的IAuthenticationSchemeProvider对象。现在让我们回到MiddleWare中探究Schemes.GetDefaultAuthenticateSchemeAsync(); 干了什么。光看方法的名字都能猜出就是获取的默认的认证策略。

进入到IAuthenticationSchemeProvider 实现的源码中,按我的经验,来看先不急看GetDefaultAuthenticateSchemeAsync()里面的内部逻辑。必须的看下IAuthenticationSchemeProvider实现类的构造函数。它的实现类是AuthenticationSchemeProvider。

先看看AuthenticationSchemeProvider的构造方法

 public class AuthenticationSchemeProvider : IAuthenticationSchemeProvider
{
/// <summary>
/// Creates an instance of <see cref="AuthenticationSchemeProvider"/>
/// using the specified <paramref name="options"/>,
/// </summary>
/// <param name="options">The <see cref="AuthenticationOptions"/> options.</param>
public AuthenticationSchemeProvider(IOptions<AuthenticationOptions> options)
: this(options, new Dictionary<string, AuthenticationScheme>(StringComparer.Ordinal))
{
} /// <summary>
/// Creates an instance of <see cref="AuthenticationSchemeProvider"/>
/// using the specified <paramref name="options"/> and <paramref name="schemes"/>.
/// </summary>
/// <param name="options">The <see cref="AuthenticationOptions"/> options.</param>
/// <param name="schemes">The dictionary used to store authentication schemes.</param>
protected AuthenticationSchemeProvider(IOptions<AuthenticationOptions> options, IDictionary<string, AuthenticationScheme> schemes)
{
_options = options.Value; _schemes = schemes ?? throw new ArgumentNullException(nameof(schemes));
_requestHandlers = new List<AuthenticationScheme>(); foreach (var builder in _options.Schemes)
{
var scheme = builder.Build();
AddScheme(scheme);
}
} private readonly AuthenticationOptions _options;
private readonly object _lock = new object(); private readonly IDictionary<string, AuthenticationScheme> _schemes;
private readonly List<AuthenticationScheme> _requestHandlers;

不难看出,上面的构造方法需要一个IOptions<AuthenticationOptions> 类型。没有这个类型,而这个类型是从哪里的了?

答:不知到各位是否记得addJwtBearer这个方法,再找个方法里面就注入了AuthenticationOptions找个类型。

看源码把

 public static class JwtBearerExtensions
{
public static AuthenticationBuilder AddJwtBearer(this AuthenticationBuilder builder)
=> builder.AddJwtBearer(JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme, _ => { }); public static AuthenticationBuilder AddJwtBearer(this AuthenticationBuilder builder, Action<JwtBearerOptions> configureOptions)
=> builder.AddJwtBearer(JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme, configureOptions); public static AuthenticationBuilder AddJwtBearer(this AuthenticationBuilder builder, string authenticationScheme, Action<JwtBearerOptions> configureOptions)
=> builder.AddJwtBearer(authenticationScheme, displayName: null, configureOptions: configureOptions); public static AuthenticationBuilder AddJwtBearer(this AuthenticationBuilder builder, string authenticationScheme, string displayName, Action<JwtBearerOptions> configureOptions)
{
builder.Services.TryAddEnumerable(ServiceDescriptor.Singleton<IPostConfigureOptions<JwtBearerOptions>, JwtBearerPostConfigureOptions>());
return builder.AddScheme<JwtBearerOptions, JwtBearerHandler>(authenticationScheme, displayName, configureOptions);
}
}

不难通过上述代码看出它是及一个基于AuthenticationBuilder的扩展方法,而注入AuthenticationOptions的关键就在于 builder.AddScheme<JwtBearerOptions, JwtBearerHandler>(authenticationScheme, displayName, configureOptions);  这行代码,按下F12看下源码

 public virtual AuthenticationBuilder AddScheme<TOptions, THandler>(string authenticationScheme, string displayName, Action<TOptions> configureOptions)
where TOptions : AuthenticationSchemeOptions, new()
where THandler : AuthenticationHandler<TOptions>
=> AddSchemeHelper<TOptions, THandler>(authenticationScheme, displayName, configureOptions);
private AuthenticationBuilder AddSchemeHelper<TOptions, THandler>(string authenticationScheme, string displayName, Action<TOptions> configureOptions)
where TOptions : class, new()
where THandler : class, IAuthenticationHandler
{
Services.Configure<AuthenticationOptions>(o =>
{
o.AddScheme(authenticationScheme, scheme => {
scheme.HandlerType = typeof(THandler);
scheme.DisplayName = displayName;
});
});
if (configureOptions != null)
{
Services.Configure(authenticationScheme, configureOptions);
}
Services.AddTransient<THandler>();
return this;
}

照旧还是分为2个方法来进行调用,其重点就是AddSchemeHelper找个方法。其里面配置AuthenticationOptions类型。现在我们已经知道了IAuthenticationSchemeProvider何使注入的。还由AuthenticationSchemeProvider构造方法中IOptions<AuthenticationOptions> options是何使配置的,这样我们就对于认证有了一个初步的认识。现在可以知道对于认证中间件,必须要有一个IAuthenticationSchemeProvider 类型。而这个IAuthenticationSchemeProvider的实现类的构造函数必须要由IOptions<AuthenticationOptions> options,没有这两个类型,认证中间件应该是不会工作的。

回到认证中间件中。继续看var defaultAuthenticate = await Schemes.GetDefaultAuthenticateSchemeAsync();这句代码,源码如下

  public virtual Task<AuthenticationScheme> GetDefaultAuthenticateSchemeAsync()
=> _options.DefaultAuthenticateScheme != null
? GetSchemeAsync(_options.DefaultAuthenticateScheme)
: GetDefaultSchemeAsync(); public virtual Task<AuthenticationScheme> GetSchemeAsync(string name)
=> Task.FromResult(_schemes.ContainsKey(name) ? _schemes[name] : null);
private Task<AuthenticationScheme> GetDefaultSchemeAsync()
=> _options.DefaultScheme != null
? GetSchemeAsync(_options.DefaultScheme)
: Task.FromResult<AuthenticationScheme>(null);

让我们先验证下方法1的三元表达式,应该执行那边呢?通过前面的代码我们知道AuthenticationOptions是在AuthenticationBuilder类型的AddSchemeHelper方法里面进行配置的。经过我的调试,发现方法1会走右边。其实最终还是从一个字典中取到了默认的AuthenticationScheme对象。到这里中间件的里面var defaultAuthenticate = await Schemes.GetDefaultAuthenticateSchemeAsync();代码就完了。最终就那到了AuthenticationScheme的对象。

下面来看看 中间件中var result = await context.AuthenticateAsync(defaultAuthenticate.Name);这句代码干了什么。按下F12发现是一个扩展方法,还是到HttpAbstractions解决方案里面找下源码

源码如下

 public static Task<AuthenticateResult> AuthenticateAsync(this HttpContext context, string scheme) =>
context.RequestServices.GetRequiredService<IAuthenticationService>().AuthenticateAsync(context, scheme);

通过上面的方法,发现是通过IAuthenticationService的AuthenticateAsync() 来进行认证的。那么现在IAuthenticationService这个类是干什么 呢?

下面为IAuthenticationService的定义

 public interface IAuthenticationService
{
Task<AuthenticateResult> AuthenticateAsync(HttpContext context, string scheme); Task ChallengeAsync(HttpContext context, string scheme, AuthenticationProperties properties); Task ForbidAsync(HttpContext context, string scheme, AuthenticationProperties properties); Task SignInAsync(HttpContext context, string scheme, ClaimsPrincipal principal, AuthenticationProperties properties); Task SignOutAsync(HttpContext context, string scheme, AuthenticationProperties properties);
}

IAuthenticationService的AuthenticateAsync()方法的实现源码

public class AuthenticationService : IAuthenticationService
{
/// <summary>
/// Constructor.
/// </summary>
/// <param name="schemes">The <see cref="IAuthenticationSchemeProvider"/>.</param>
/// <param name="handlers">The <see cref="IAuthenticationRequestHandler"/>.</param>
/// <param name="transform">The <see cref="IClaimsTransformation"/>.</param>
public AuthenticationService(IAuthenticationSchemeProvider schemes, IAuthenticationHandlerProvider handlers, IClaimsTransformation transform)
{
Schemes = schemes;
Handlers = handlers;
Transform = transform;
}
 public virtual async Task<AuthenticateResult> AuthenticateAsync(HttpContext context, string scheme)
        {
            if (scheme == null)
            {
                var defaultScheme = await Schemes.GetDefaultAuthenticateSchemeAsync();
                scheme = defaultScheme?.Name;
                if (scheme == null)
                {
                    throw new InvalidOperationException($"No authenticationScheme was specified, and there was no DefaultAuthenticateScheme found.");
                }
            }

            var handler = await Handlers.GetHandlerAsync(context, scheme);
            if (handler == null)
            {
                throw await CreateMissingHandlerException(scheme);
            }

            var result = await handler.AuthenticateAsync();
            if (result != null && result.Succeeded)
            {
                var transformed = await Transform.TransformAsync(result.Principal);
                return AuthenticateResult.Success(new AuthenticationTicket(transformed, result.Properties, result.Ticket.AuthenticationScheme));
            }
            return result;
        }
 

通过构造方法可以看到这个类的构造方法需要IAuthenticationSchemeProvider类型和IAuthenticationHandlerProvider 类型,前面已经了解了IAuthenticationSchemeProvider是干什么的,取到配置的授权策略的名称,那现在IAuthenticationHandlerProvider 是干什么的,看名字感觉应该是取到具体授权策略的handler.废话补多少,看IAuthenticationHandlerProvider 接口定义把

 public interface IAuthenticationHandlerProvider
{
/// <summary>
/// Returns the handler instance that will be used.
/// </summary>
/// <param name="context">The context.</param>
/// <param name="authenticationScheme">The name of the authentication scheme being handled.</param>
/// <returns>The handler instance.</returns>
Task<IAuthenticationHandler> GetHandlerAsync(HttpContext context, string authenticationScheme);
}

通过上面的源码,跟我猜想的不错,果然就是取得具体的授权策略

现在我就可以知道AuthenticationService是对IAuthenticationSchemeProvider和IAuthenticationHandlerProvider封装。最终调用IAuthentionHandel的AuthenticateAsync()方法进行认证。最终返回一个AuthenticateResult对象。

总结,对于asp.net core的认证来水,他需要下面这几个对象

AuthenticationBuilder      扶着对认证策略的配置与初始话

IAuthenticationHandlerProvider AuthenticationHandlerProvider 负责获取配置了的认证策略的名称

IAuthenticationSchemeProvider AuthenticationSchemeProvider 负责获取具体认证策略的handle

IAuthenticationService AuthenticationService 实对上面两个Provider 的封装,来提供一个具体处理认证的入口

IAuthenticationHandler 和的实现类,是以哦那个来处理具体的认证的,对不同认证策略的出来,全是依靠的它的AuthenticateAsync()方法。

AuthenticateResult  最终的认证结果。

哎写的太垃圾了。

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