[ASP.NET MVC] ASP.NET Identity登入技術應用

2016-02-17

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ASP.NET MVC
2016-06-24

情景

ASP.NET Identity是微軟所貢獻的開源專案，用來提供ASP.NET的驗證、授權等等機制。在ASP.NET Identity裡除了提供最基礎的：使用者註冊、密碼重設、密碼驗證等等基礎功能之外，也提供了進階的：Cookie登入、Facebook登入、Google登入等等進階功能。套用這些功能模組，讓開發人員可以快速的在ASP.NET站台上，提供驗證、授權等等機制。

情景01

但是在企業中，開發人員常常會遇到一種開發情景就是：企業裡已經有一套既有身分系統，這個系統提供了：使用者註冊、密碼重設、密碼驗證等等功能，新開發的ASP.NET站台，必須要串接既有身分系統來提供驗證、授權等等機制。這個既有身分系統，可能是大賣場會員管理系統、也可能是銀行帳戶管理系統，它們的註冊審核機制有一套嚴謹並且固定的流程。

在這樣的開發情景中，開發人員可能會選擇透過程式接口、OAuth機制等等方式，將既有身分系統整合成為ASP.NET Identity的驗證提供者。這樣兩個系統之間的整合，除了有一定的高技術門檻之外。在整合之後，兩個系統之間互相重疊的功能模組，操作流程的衝突該如何處理，也是一個需要額外考量的複雜問題。

情景02

一個好消息是，ASP.NET Identity擁有高度模組化的軟體架構。在ASP.NET Identity中，將Cookie登入、Facebook登入、Google登入等等功能模組，切割為獨立的ASP.NET Security套件。開發人員完全可以直接套用ASP.NET Security套件，快速整合既有的身分系統，就可以提供ASP.NET站台所需的驗證、授權等等機制。本篇文章介紹如何套用ASP.NET Security來整合既有身分系統，用以提供ASP.NET站台所需的驗證、授權等等機制。主要為自己留個紀錄，也希望能幫助到有需要的開發人員。

ASP.NET Security - GitHub

情景03

範例

範例程式碼：下載位址

開發

開始套用ASP.NET Security之前，先建立一個空白的MVC專案，來提供一個新的ASP.NET站台。並且變更預設的Web伺服器URL為：「http://localhost:41532/」，方便完成後續的開發步驟。

開發01

開發02

再來在MVC專案裡加入三個ASP.NET Security的NuGet套件參考：Microsoft.AspNet.Authentication、Microsoft.AspNet.Authentication.Cookies、Microsoft.AspNet.Authentication.Facebook。

開發03

接著建立AccountController以及相關的View，用以提供登入頁面，讓使用者可以選擇使用哪種模式登入系統。

public class AccountController : Controller
{
    // Methods
    public IActionResult Login(string returnUrl = null)
    {
        // ViewData
        this.ViewData["ReturnUrl"] = returnUrl;

        // Return
        return View();
    }
}

再來在MVC專案內加入下列程式碼，用以掛載與設定後續要使用的兩個CookieAuthenticationMiddleware。(關於程式碼的相關背景知識，請參閱技術剖析說明：ASP.NET Identity登入技術剖析)

public class Startup
{
    public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
    {
        // Authentication
        services.AddAuthentication(options =>
        {
            options.SignInScheme = IdentityOptions.Current.ExternalCookieAuthenticationScheme;
        });
    }

    public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env, ILoggerFactory loggerFactory)
    {
        // Authentication
        app.UseCookieAuthentication(options =>
        {
            options.AuthenticationScheme = IdentityOptions.Current.ApplicationCookieAuthenticationScheme;
            options.AutomaticAuthenticate = true;
            options.AutomaticChallenge = true;
            options.LoginPath = new PathString("/Account/login");
        });

        app.UseCookieAuthentication(options =>
        {
            options.AuthenticationScheme = IdentityOptions.Current.ExternalCookieAuthenticationScheme;
            options.AutomaticAuthenticate = false;
            options.AutomaticChallenge = false;
            options.LoginPath = null;
        });
    }
}

最後在MVC專案內，建立ExistingIdentitySystem這個類別用來模擬既有身分系統。為了方便理解系統，ExistingIdentitySystem裡的PasswordSignIn(密碼登入)、ExternalSignIn(第三方登入ex:FB登入)等方法都直接回傳成功訊息，而GetUserById(取得使用者)這個方法則是直接回傳固定的使用者資訊。(在正式環境開發時，上述方法可以實作為透過WebAPI、或是直接連通資料庫等等方式，與既有身分系統取得相關資訊。)

public class ExistingIdentitySystem
{
    // Methods
    public ExistingUser GetUserById(string userId)
    {
        // Result
        var user = new ExistingUser();
        user.Id = "Clark.Lab@hotmail.com";
        user.Name = "Clark";
        user.Birthday = DateTime.Now;

        // Return
        return user;
    }

    public bool PasswordSignIn(string userId, string password)
    {
        // Return
        return true;
    }

    public bool ExternalSignIn(string userId, string externalProvider)
    {
        switch (externalProvider)
        {
            case "Facebook": return true;

            default:
                return true;
        }
    }
}

public class ExistingUser
{
    // Properties
    public string Id { get; set; }

    public string Name { get; set; }

    public DateTime Birthday { get; set; }
}

開發 - Facebook Authentication

完成上述步驟後，接著著手開發Facebook驗證。首先開發人員可以到Facebook開發者中心(https://developers.facebook.com/)，註冊一個新的APP帳號。(測試用的Site URL為先前步驟定義的：「http://localhost:41532/」)

開發Facebook01

接著在MVC專案內加入下列程式碼，用以掛載與設定FacebookAuthenticationMiddleware。在這其中AppId、AppSecret是Facebook開發者中心提供的APP帳號資料，而Scope、UserInformationEndpoint兩個參數則是定義要額外取得使用者的E-Mail資訊。

public class Startup
{
    public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env, ILoggerFactory loggerFactory)
    {
        // Authentication
        app.UseFacebookAuthentication(options =>
        {                
            options.AppId = "770764239696406";
            options.AppSecret = "2eecc0b9ef785e43bcd4779e2803ba0f";
            options.Scope.Add("email");
            options.UserInformationEndpoint = "https://graph.facebook.com/v2.5/me?fields=id,name,email";
        });
    }
}

再來打開AccountController加入下列程式碼以及對應的View，用以提供ASP.NET站台處理Facebook這類的第三方登入(ExternalLogin)。在這其中，ExternalLogin用來發起一個驗證挑戰(Challenge)，系統會依照externalProvider參數，來決定是要向Facebook或是其他第三方系統做驗證。

當使用者通過驗證後，系統會調用ExternalLoginCallback來處理驗證結果。在ExternalLoginCallback裡會取得驗證結果中FBUser的UserId，用來與ExistingIdentitySystem做驗證。如果驗證通過，會接著從ExistingIdentitySystem取得對應的ExistingUser、再轉換為APPUser來真正登入系統。(關於程式碼的相關背景知識，請參閱技術剖析說明：ASP.NET Identity登入技術剖析)

public class AccountController : Controller
{        
    public IActionResult ExternalLogin(string externalProvider, string returnUrl = null)
    {
        // AuthenticationProperties
        var authenticationProperties = new AuthenticationProperties();
        authenticationProperties.Items.Add("ExternalProvider", externalProvider);
        authenticationProperties.RedirectUri = Url.Action("ExternalLoginCallback", "Account", new { ReturnUrl = returnUrl });

        // Return
        return new ChallengeResult(externalProvider, authenticationProperties);
    }

    public async Task<IActionResult> ExternalLoginCallback(string returnUrl = null)
    {
        // AuthenticateContext
        var authenticateContext = new AuthenticateContext(IdentityOptions.Current.ExternalCookieAuthenticationScheme);
        await this.HttpContext.Authentication.AuthenticateAsync(authenticateContext);

        // AuthenticateInfo           
        string userId = authenticateContext.Principal.FindFirst(ClaimTypes.Email).Value;
        string externalProvider = authenticateContext.Properties["ExternalProvider"] as string;

        // Login 
        var existingIdentitySystem = new ExistingIdentitySystem();
        if (existingIdentitySystem.ExternalSignIn(userId, externalProvider) == false)
        {
            throw new InvalidOperationException();
        }

        // ExistingUser
        var existingUser = existingIdentitySystem.GetUserById(userId);
        if (existingUser == null) throw new InvalidOperationException();

        // ApplicationUser
        var applicationIdentity = new ClaimsIdentity(IdentityOptions.Current.ApplicationCookieAuthenticationScheme, ClaimTypes.Name, ClaimTypes.Role);
        applicationIdentity.AddClaim(new Claim(ClaimTypes.NameIdentifier, existingUser.Id));
        applicationIdentity.AddClaim(new Claim(ClaimTypes.Name, existingUser.Name));

        var applicationUser = new ClaimsPrincipal(applicationIdentity);

        // Cookie
        await this.HttpContext.Authentication.SignInAsync(IdentityOptions.Current.ApplicationCookieAuthenticationScheme, applicationUser);
        await this.HttpContext.Authentication.SignOutAsync(IdentityOptions.Current.ExternalCookieAuthenticationScheme);

        // Return
        return Redirect(returnUrl);
    }
}

開發 - Password Authentication

完成上述步驟後，接著著手開發Password驗證。打開AccountController加入下列程式碼以及對應的View，用以提供ASP.NET站台處理Password驗證。在這其中，PasswordLogin會接收使用者輸入的帳號密碼，用來與ExistingIdentitySystem做驗證。如果驗證通過，會接著從ExistingIdentitySystem取得ExistingUser、再轉換為APPUser來真正登入系統。(關於程式碼的相關背景知識，請參閱技術剖析說明：ASP.NET Identity登入技術剖析)

public class AccountController : Controller
{
    public async Task<IActionResult> PasswordLogin(string userId, string password, string returnUrl = null)
    {
        // Login 
        var existingIdentitySystem = new ExistingIdentitySystem();
        if (existingIdentitySystem.PasswordSignIn(userId, password) == false)
        {
            throw new InvalidOperationException();
        }

        // ExistingUser
        var existingUser = existingIdentitySystem.GetUserById(userId);
        if (existingUser == null) throw new InvalidOperationException();

        // ApplicationUser
        var applicationIdentity = new ClaimsIdentity(IdentityOptions.Current.ApplicationCookieAuthenticationScheme, ClaimTypes.Name, ClaimTypes.Role);
        applicationIdentity.AddClaim(new Claim(ClaimTypes.NameIdentifier, existingUser.Id));
        applicationIdentity.AddClaim(new Claim(ClaimTypes.Name, existingUser.Name));

        var applicationUser = new ClaimsPrincipal(applicationIdentity);

        // Cookie
        await this.HttpContext.Authentication.SignInAsync(IdentityOptions.Current.ApplicationCookieAuthenticationScheme, applicationUser);
        await this.HttpContext.Authentication.SignOutAsync(IdentityOptions.Current.ExternalCookieAuthenticationScheme);

        // Return
        return Redirect(returnUrl);
    }
}

使用

完成開發步驟後，當系統執行到打上[Authorize]標籤的Controller或是Action時，就會跳轉到Login頁面。

public class HomeController : Controller
{
    [Authorize]
    public IActionResult Contact()
    {
        ViewData["Message"] = "Hello " + User.Identity.Name + "!";

        return View();
    }
}

使用01