目录

1       大概思路... 1

2       Nginx集群之SSL证书的WebApi令牌验证... 1

3       Openssl生成SSL证书... 2

4       编写.NET WebApi的OnAuthorization身份验证... 2

5       编写.NET WebApi的ActionFilterAttribute令牌验证... 4

6       编写.NET WebApi的服务端... 6

7       编写.NET WebApi的客户端... 7

8       部署WebApi到局域网内3台PC机... 13

9       Nginx集群配置搭建... 13

10     运行结果... 15

11     总结... 16

1       大概思路

l  Nginx集群之SSL证书的WebApi令牌验证

l  Openssl生成SSL证书

l  编写.NET WebApi的OnAuthorization身份验证

l  编写.NET WebApi的ActionFilterAttribute令牌验证

l  编写.NET WebApi的服务端

l  编写.NET WebApi的客户端

l  部署WebApi到局域网内3台PC机

l  Nginx集群配置搭建

l  运行结果

l  总结

2       Nginx集群之SSL证书的WebApi令牌验证

Nginx在WebApi集群，除了OAUTH身份验证外，针对移动端的手机、平板电脑等，还经常使用Token令牌验证，通过服务器授权发出有效期的Token，客户端通过此Token在当前有效期内，进行访问获取信息数据。

Token验证在很多方面都广泛应用，举一个实际应用场景：A客户想通过接收邮件或者短信网址打开一个URL的PDF报表，但是又不想安装APP、或者访问我们的系统，连登录都不想登录。这时候，便可以使用一个有效期的Token，然后结合URL发送给用户，过了有效期，当前URL就失效。便可以解决用户临时访问的问题。

以下是本文讲述的主要结构图：

客户端输入用户名密码服务器，通过了用户名密码验证，其中一台WebApi服务器生成一个Token并返回https的响应。客户端收到Token保存在本地，带上token发出ajax请求、WebRequest请求，经过Action过滤器的检验，访问Action并返回数据。

Token令牌身份验证机制：

Nginx集群之SSL证书的WebApi令牌验证，如下图所示：

3       Openssl生成SSL证书

请参照《Nginx集群之SSL证书的WebApi微服务》

http://www.cnblogs.com/yongfeng/p/7921905.html

4       编写.NET WebApi的OnAuthorization身份验证

CustomAuthorizeAttribute.cs

  1. using System.Web.Http;
  2. using System.Web.Http.Controllers;
  3.  
  4. namespace SSLWebApi.Controllers
  5. {
  6.     public class CustomAuthorizeAttribute : AuthorizeAttribute
  7.     {
  8.         public override void OnAuthorization(HttpActionContext actionContext)
  9.         {
  10.             //判断用户是否登录
  11.             if (actionContext.Request.Headers.Authorization != null)
  12.             {
  13.                 string userInfo = System.Text.Encoding.Default.GetString(System.Convert.FromBase64String(actionContext.Request.Headers.Authorization.Parameter));
  14.                 //用户验证逻辑
  15.                 if (string.Equals(userInfo, string.Format("{0}:{1}", "zhyongfeng", "")))
  16.                 {
  17.                     IsAuthorized(actionContext);
  18.                 }
  19.                 else
  20.                 {
  21.                     HandleUnauthorizedRequest(actionContext);
  22.                 }
  23.             }
  24.             else
  25.             {
  26.                 HandleUnauthorizedRequest(actionContext);
  27.             }
  28.         }
  29.         protected override void HandleUnauthorizedRequest(System.Web.Http.Controllers.HttpActionContext actionContext)
  30.         {
  31.             var challengeMessage = new System.Net.Http.HttpResponseMessage(System.Net.HttpStatusCode.Unauthorized);
  32.             challengeMessage.Headers.Add("WWW-Authenticate", "Basic");
  33.             throw new System.Web.Http.HttpResponseException(challengeMessage);
  34.         }
  35.     }
  36. }

生成Token

BaseController.cs

  1. using SSLWebApi.Models;
  2. using System;
  3. using System.Web;
  4. using System.Web.Http;
  5.  
  6. namespace SSLWebApi.Controllers
  7. {
  8.     /// <summary>
  9.     /// BaseController继承BaseController则需要身份验证
  10.     /// </summary>
  11.     [CustomAuthorize]
  12.     [RoutePrefix("api/Base")]
  13.     public class BaseController : ApiController
  14.     {
  15.         [HttpGet]
  16.         [Route("Login")]
  17.         public string Login(string userId)
  18.         {
  19.             if (HttpRuntime.Cache.Get(userId) == null)
  20.             {
  21.                 return CreateToken(userId);
  22.             }
  23.             else
  24.             {
  25.                 HttpRuntime.Cache.Remove(userId);
  26.                 return CreateToken(userId);
  27.             }
  28.         }
  29.  
  30.         /// <summary>
  31.         /// 生成token
  32.         /// </summary>
  33.         /// <param name="userId"></param>
  34.         /// <returns></returns>
  35.         private string CreateToken(string userId)
  36.         {
  37.             Token token = new Token();
  38.             token.UserId = userId;
  39.             token.SignToken = Guid.NewGuid();
  40.             token.Seconds = ;
  41.             token.ExpireTime = DateTime.Now.AddSeconds(token.Seconds);
  42.             HttpRuntime.Cache.Insert(token.UserId, token, null, token.ExpireTime, TimeSpan.Zero);
  43.             return token.SignToken.ToString();
  44.         }
  45.     }
  46. }

5       编写.NET WebApi的ActionFilterAttribute令牌验证

WebApiSecurityFilter.cs

  1. using SSLWebApi.Models;
  2. using System;
  3. using System.Linq;
  4. using System.Net.Http;
  5. using System.Web;
  6. using System.Web.Http.Controllers;
  7. using System.Web.Http.Filters;
  8.  
  9. namespace SSLWebApi.Filter
  10. {
  11.     public class WebApiSecurityFilter : ActionFilterAttribute
  12.     {
  13.         public override void OnActionExecuting(HttpActionContext actionContext)
  14.         {
  15.  
  16.             if (actionContext.ActionDescriptor.ActionName == "Login")
  17.             {
  18.                 //登录成功则生成token
  19.                 base.OnActionExecuting(actionContext);
  20.                 return;
  21.             }
  22.             else
  23.             {
  24.                 //判断token令牌
  25.                 HttpRequestMessage request = actionContext.Request;
  26.                 string staffid = request.Headers.Contains("userid") ? HttpUtility.UrlDecode(request.Headers.GetValues("userid").FirstOrDefault()) : string.Empty;
  27.                 string timestamp = request.Headers.Contains("timestamp") ? HttpUtility.UrlDecode(request.Headers.GetValues("timestamp").FirstOrDefault()) : string.Empty;
  28.                 string nonce = request.Headers.Contains("nonce") ? HttpUtility.UrlDecode(request.Headers.GetValues("nonce").FirstOrDefault()) : string.Empty;
  29.                 string signature = request.Headers.Contains("signature") ? HttpUtility.UrlDecode(request.Headers.GetValues("signature").FirstOrDefault()) : string.Empty;
  30.  
  31.                 if (String.IsNullOrEmpty(staffid) || String.IsNullOrEmpty(timestamp) || String.IsNullOrEmpty(nonce) || String.IsNullOrEmpty(signature))
  32.                 {
  33.                     //令牌检验不通过
  34.                     actionContext.Response = new HttpResponseMessage(System.Net.HttpStatusCode.Forbidden);
  35.                     return;
  36.                 }
  37.                 else
  38.                 {
  39.                     //令牌检验token失效
  40.                     if (HttpRuntime.Cache.Get(staffid) == null)
  41.                     {
  42.                         actionContext.Response = new HttpResponseMessage(System.Net.HttpStatusCode.Forbidden);
  43.                         return;
  44.                     }
  45.                     else
  46.                     {
  47.                         //停牌检验2：判断timespan是否失效
  48.                         Token token = (Token)HttpRuntime.Cache.Get(staffid);
  49.                         double ts1 = ;
  50.                         bool timespanvalidate = double.TryParse(timestamp, out ts1);
  51.                         double ts2 = (token.ExpireTime - new DateTime(, , , , , , )).TotalSeconds;
  52.                         bool flag = (ts2 - ts1) > token.Seconds ? true : false;
  53.                         bool tokenFlag = (token.SignToken.ToString() == signature) ? true : false;
  54.                         if (timespanvalidate && (!flag) && tokenFlag)
  55.                         {
  56.                             //时间转换成功、时间有效、token值相等
  57.                             //令牌通过
  58.                             base.OnActionExecuting(actionContext);
  59.                             return;
  60.                         }
  61.                         else
  62.                         {
  63.                             actionContext.Response = new HttpResponseMessage(System.Net.HttpStatusCode.Forbidden);
  64.                             return;
  65.                         }
  66.                     }
  67.                 }
  68.             }
  69.         }
  70.  
  71.     }
  72. }

6       编写.NET WebApi的服务端

UserController.cs

  1. using System;
  2. using System.Net;
  3. using System.Web.Http;
  4.  
  5. namespace SSLWebApi.Controllers
  6. {
  7.     [RoutePrefix("api/User")]
  8.     public class UserController : ApiController
  9.     {
  10.         /// <summary>
  11.         /// 获取当前用户信息
  12.         /// </summary>
  13.         /// <param name="msg"></param>
  14.         /// <returns></returns>
  15.         [HttpPost]
  16.         [Route("PostMessage")]
  17.         public string PostMessage(dynamic obj)
  18.         {
  19.             return string.Format("当前输入的消息是:{0}", Convert.ToString(obj.msg));
  20.         }
  21.  
  22.         [Route("GetMachine")]
  23.         public string GetMachine()
  24.         {
  25.             string AddressIP = string.Empty;
  26.             foreach (IPAddress _IPAddress in Dns.GetHostEntry(Dns.GetHostName()).AddressList)
  27.             {
  28.                 if (_IPAddress.AddressFamily.ToString() == "InterNetwork")
  29.                 {
  30.                     AddressIP = _IPAddress.ToString();
  31.                 }
  32.             }
  33.             return string.Format("当前WebApi部署的IP是：{0}", AddressIP);
  34.         }
  35.     }
  36. }

7       编写.NET WebApi的客户端

WebApiHelper.cs

  1. using Newtonsoft.Json;
  2. using System;
  3. using System.IO;
  4. using System.Net;
  5. using System.Text;
  6.  
  7. namespace SSLWebApiClient.Common
  8. {
  9.     public class WebApiHelper
  10.     {
  11.         /// <summary>
  12.         /// Post请求
  13.         /// </summary>
  14.         /// <typeparam name="T"></typeparam>
  15.         /// <param name="url">url</param>
  16.         /// <param name="data">数据</param>
  17.         /// <param name="userid">帐户</param>
  18.         /// <param name="signature">数字签名</param>
  19.         /// <returns></returns>
  20.         public static string Post(string url, string data, string userid, string signature)
  21.         {
  22.             return PostData(url, data, userid, signature);
  23.         }
  24.  
  25.         /// <summary>
  26.         /// Post请求
  27.         /// </summary>
  28.         /// <typeparam name="T"></typeparam>
  29.         /// <param name="url">url</param>
  30.         /// <param name="data">数据</param>
  31.         /// <param name="userid">帐户</param>
  32.         /// <param name="signature">数字签名</param>
  33.         /// <returns></returns>
  34.         public static T Post<T>(string url, string data, string userid, string signature)
  35.         {
  36.             return JsonConvert.DeserializeObject<T>(Post(url, data, userid, signature));
  37.         }
  38.  
  39.         /// <summary>
  40.         ///
  41.         /// </summary>
  42.         /// <param name="webApi"></param>
  43.         /// <param name="queryStr"></param>
  44.         /// <param name="userid"></param>
  45.         /// <param name="signature"></param>
  46.         /// <returns></returns>
  47.         public static string Get(string webApi, string queryStr, string userid, string signature)
  48.         {
  49.             return GetData(webApi, queryStr, userid, signature);
  50.         }
  51.  
  52.         /// <summary>
  53.         /// Get请求
  54.         /// </summary>
  55.         /// <typeparam name="T"></typeparam>
  56.         /// <param name="webApi"></param>
  57.         /// <param name="query"></param>
  58.         /// <param name="queryStr"></param>
  59.         /// <param name="userid"></param>
  60.         /// <param name="signature"></param>
  61.         /// <returns></returns>
  62.         public static T Get<T>(string webApi, string queryStr, string userid, string signature)
  63.         {
  64.             return JsonConvert.DeserializeObject<T>(GetData(webApi, queryStr, userid, signature));
  65.         }
  66.  
  67.         /// <summary>
  68.         /// 获取时间戳
  69.         /// </summary>
  70.         /// <returns></returns>
  71.         private static string GetTimeStamp()
  72.         {
  73.             TimeSpan ts = DateTime.Now - new DateTime(, , , , , , );
  74.             return ts.TotalSeconds.ToString();
  75.         }
  76.  
  77.         /// <summary>
  78.         /// 获取随机数
  79.         /// </summary>
  80.         /// <returns></returns>
  81.         private static string GetRandom()
  82.         {
  83.             Random rd = new Random(DateTime.Now.Millisecond);
  84.             int i = rd.Next(, int.MaxValue);
  85.             return i.ToString();
  86.         }
  87.         /// <summary>
  88.         /// Post请求
  89.         /// </summary>
  90.         /// <param name="url"></param>
  91.         /// <param name="data"></param>
  92.         /// <param name="userid">用户名称</param>
  93.         /// <param name="signature">数字签名</param>
  94.         /// <returns></returns>
  95.         private static string PostData(string url, string data, string userid, string signature)
  96.         {
  97.             try
  98.             {
  99.                 byte[] bytes = Encoding.UTF8.GetBytes(data);
  100.                 HttpWebRequest request = (HttpWebRequest)WebRequest.Create(url);
  101.  
  102.                 string timeStamp = GetTimeStamp();
  103.                 string nonce = GetRandom();
  104.                 //加入头信息
  105.                 //当前请求用户
  106.                 request.Headers.Add("userid", userid);
  107.                 //发起请求时的时间戳（单位：秒）
  108.                 request.Headers.Add("timestamp", timeStamp);
  109.                 //发起请求时的时间戳（单位：秒）
  110.                 request.Headers.Add("nonce", nonce);
  111.                 //当前请求内容的数字签名
  112.                 request.Headers.Add("signature", signature);
  113.  
  114.                 //写数据
  115.                 request.Method = "POST";
  116.                 request.ContentLength = bytes.Length;
  117.                 request.ContentType = "application/json";
  118.                 request.GetRequestStream().Write(bytes, , bytes.Length);
  119.                 //读数据
  120.                 request.Timeout = ;
  121.                 request.Headers.Set("Pragma", "no-cache");
  122.                 HttpWebResponse response = (HttpWebResponse)request.GetResponse();
  123.                 Stream streamReceive = response.GetResponseStream();
  124.                 StreamReader streamReader = new StreamReader(streamReceive, Encoding.UTF8);
  125.                 string strResult = streamReader.ReadToEnd();
  126.  
  127.                 //关闭流
  128.                 //reqstream.Close();
  129.                 streamReader.Close();
  130.                 streamReceive.Close();
  131.                 request.Abort();
  132.                 response.Close();
  133.                 return strResult;
  134.             }
  135.             catch (Exception ex)
  136.             {
  137.                 return ex.Message;
  138.             }
  139.         }
  140.  
  141.         /// <summary>
  142.         /// Get请求
  143.         /// </summary>
  144.         /// <param name="webApi"></param>
  145.         /// <param name="queryStr"></param>
  146.         /// <param name="userid"></param>
  147.         /// <param name="signature"></param>
  148.         /// <returns></returns>
  149.         private static string GetData(string webApi, string queryStr, string userid, string signature)
  150.         {
  151.             try
  152.             {
  153.                 HttpWebRequest request = (HttpWebRequest)WebRequest.Create(webApi + "?" + queryStr);
  154.                 string timeStamp = GetTimeStamp();
  155.                 string nonce = GetRandom();
  156.                 //加入头信息
  157.                 //当前请求用户
  158.                 request.Headers.Add("userid", userid);
  159.                 //发起请求时的时间戳（单位：秒）
  160.                 request.Headers.Add("timestamp", timeStamp);
  161.                 //发起请求时的时间戳（单位：秒）
  162.                 request.Headers.Add("nonce", nonce);
  163.                 //当前请求内容的数字签名
  164.                 request.Headers.Add("signature", signature);
  165.  
  166.                 request.Method = "GET";
  167.                 request.ContentType = "application/json";
  168.                 request.Timeout = ;
  169.                 request.Headers.Set("Pragma", "no-cache");
  170.                 HttpWebResponse response = (HttpWebResponse)request.GetResponse();
  171.                 Stream streamReceive = response.GetResponseStream();
  172.                 StreamReader streamReader = new StreamReader(streamReceive, Encoding.UTF8);
  173.                 string strResult = streamReader.ReadToEnd();
  174.  
  175.                 streamReader.Close();
  176.                 streamReceive.Close();
  177.                 request.Abort();
  178.                 response.Close();
  179.                 return strResult;
  180.             }
  181.             catch (Exception ex)
  182.             {
  183.                 return ex.Message;
  184.             }
  185.         }
  186.  
  187.     }
  188. }

Program.cs

  1. using System;
  2. using System.IO;
  3. using System.Net;
  4. using System.Text;
  5. using Newtonsoft.Json;
  6. namespace SSLWebApiClient
  7. {
  8.     class Program
  9.     {
  10.         static void Main(string[] args)
  11.         {
  12.             string basicUrl = "http://localhost:20107";
  13.             string html = string.Empty;
  14.             for (int i = ; i < ; i++)
  15.             {
  16.                 //https协议基本认证 Authorization
  17.                 string url = basicUrl + "/api/base/Login?userId=zhyongfeng";
  18.                 ServicePointManager.ServerCertificateValidationCallback = delegate { return true; };
  19.                 HttpWebRequest req = (HttpWebRequest)WebRequest.Create(url);
  20.                 NetworkCredential credential = new NetworkCredential("zhyongfeng", "");
  21.                 req.Credentials = credential;
  22.                 HttpWebResponse response = (HttpWebResponse)req.GetResponse();
  23.                 Stream responseStream = response.GetResponseStream();
  24.                 StreamReader streamReader = new StreamReader(responseStream, Encoding.UTF8);
  25.                 html = streamReader.ReadToEnd().Replace("\"", "");
  26.                 Console.WriteLine("Token服务器保存时间为12s");
  27.                 Console.WriteLine(String.Format("服务器返回的Token值为:{0}", html));
  28.             }
  29.             //token设置了12s有效期
  30.             for (int j = ; j < ; j++)
  31.             {
  32.                 System.Threading.Thread.Sleep();
  33.                 string url = basicUrl + "/api/user/PostMessage";
  34.                 Console.WriteLine(Common.WebApiHelper.Post(url, JsonConvert.SerializeObject(new { msg = "hello" }), "zhyongfeng", html));
  35.             }
  36.             for (int j = ; j < ; j++)
  37.             {
  38.                 System.Threading.Thread.Sleep();
  39.                 string url = basicUrl + "/api/user/GetMachine";
  40.                 Console.WriteLine(Common.WebApiHelper.Get(url, null, "zhyongfeng", html));
  41.             }
  42.             Console.Read();
  43.         }
  44.  
  45.     }
  46. }

8       部署WebApi到局域网内3台PC机

将WebApi部署到以下10.92.202.56的3台PC机

9       Nginx集群配置搭建

通过自主义域名zhyongfeng.com：80端口进行负载均衡集群访问，则访问C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts，添加下列“本机IP 自定义的域名”：

  1. 10.93.85.66     zhyongfeng.com

Nginx的集群配置：

  1. #user  nobody;
  2. worker_processes  1;
  3. events {
  4.     worker_connections  1024;
  5. }
  6.  
  7. http {
  8.     include       mime.types;
  9.     default_type  application/octet-stream;
  10.     sendfile        on;
  11.     keepalive_timeout  65;
  12.     #server {
  13.     #    listen       80;
  14.     #    server_name  localhost;
  15.     #    location / {
  16.     #        root   html;
  17.     #        index  index.html index.htm;
  18.     #    }
  19.     #    error_page   500 502 503 504  /50x.html;
  20.     #    location = /50x.html {
  21.     #        root   html;
  22.     #    }
  23.     #}
  24.  
  25.     upstream zhyongfeng.com {
  26.         server    10.92.202.56:560;
  27.         server    10.92.202.57:570;
  28.         server    10.92.202.58:580;
  29.     }
  30.     server {
  31.         listen       80;
  32.         server_name  zhyongfeng.com;
  33.         rewrite ^(.*)$  https://$host$1 permanent;
  34.     }
  35.     # HTTPS server
  36.     #
  37.     server {
  38.         listen       443 ssl;
  39.         server_name  zhyongfeng.com;
  40.         ssl_certificate      server.crt;
  41.         ssl_certificate_key  server_nopass.key;
  42.     #    ssl_session_cache    shared:SSL:1m;
  43.     #    ssl_session_timeout  5m;
  44.     #    ssl_ciphers  HIGH:!aNULL:!MD5;
  45.     #    ssl_prefer_server_ciphers  on;
  46.         location / {
  47.             proxy_pass   http://zhyongfeng.com;
  48.         }
  49.     }
  50. }

运行CMD：

  1. D:\DTLDownLoads\nginx-1.10.2>start nginx
  2.  
  3. D:\DTLDownLoads\nginx-1.10.2>nginx -s reload

10             运行结果

因只有其中一台计算生成了相应的Token值（这里只做其中一台，如果要三台都能够响应，可以用redis做相应的Token值存储）

其中一台10.92.202.58生成了Token值，运行结果如下：

  • 访问指定的http://10.92.202.56:560

因Token值设定了12s后失效，则返回“远程服务器返回错误：<403>已禁止”，运行效果如下：

11             总结

Nginx基于SSL协议下，客户端利用 http basic身份验证，访问WebApi获得Token，通过Token值获取相应的权限数据，使系统的安全性有了保障，同时灵活运用Token身份令牌，可以实现时效性的数据访问。基于Token的身份验证，针对前后端分离有着很大的作用。例如手机移动端、平板电脑。

源代码下载：

http://download.csdn.net/download/ruby_matlab/10146669

PDF下载：

Nginx集群之SSL证书的WebApi令牌验证.pdf

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