Asp.Net實現FORM認證的一些使用技巧(必看篇)


最近因為項目代碼重構需要重新整理用戶登錄和權限控制的部分,現有的代碼大體是參照了.NET的FORM認證,並結合了PORTAL KITS的登錄控制,代碼比較啰嗦,可維護性比較差。於是有了以下的幾個需求(大多數系統應該都會碰到):

1.用.NET自帶的FORM認證來實現安全登錄

2.登錄后需要記錄登錄用戶的基本信息,方便所有頁面調用

3.記錄本機登錄狀態,短時間關閉窗口后不用重新登錄

4.權限控制和代碼的文件夾結構相呼應,即按角色允許訪問不同的目錄

5.權限控制有可能需要細化到每一個頁面,即按角色允許訪問不同的頁面

6.以上的部分盡量自己少寫代碼,用自帶的類庫和機制實現

第一步:准備工作

先准備一個名為Test的WEB項目,包含:

Default.aspx,默認頁,隨便顯示一些信息,

Login.aspx,登錄頁,上面放兩個文本框,用來輸入用戶名和密碼,一個登錄按鈕,一個指向Register.aspx的超鏈,

Register.aspx,用戶注冊頁,注冊用戶信息,隨便放一點文本框,主要是模擬一下注冊,不用真正實現,

Web.config,配置頁面。

注冊頁與登錄頁在同一目錄的機妙后面會說。

第二步:Web.config文件的修改

1、打開Web.config文件,找到authentication節,將其改為如下: 

<authentication mode= "Forms" >
   <forms name= ".ASPXAUTH" loginUrl= "Login.aspx" protection= "All" path= "/" timeout= "20" />
</authentication>
<authorization>
   <deny users= "?" ></deny>
</authorization>
 

配置節屬性的具體意義和其他沒有加入的屬性網上到處都有查。這里注意一下的是authentication節和authorization節,兩個單詞很相似,但卻不是同一個單詞,每個節下面的內容也不能寫到一起。

其中,authorization節中的“allow”表示允許的意思,“*”表示所有用戶;而“deny”表示拒絕的意思;“?”表示匿名用戶;此處加入后,則代表根目錄下的所有文件和所有的子目錄都不能匿名訪問,Login.aspx 頁面除外。

2、Web.config中,Location節的應用

做了上面的配置之后,我們會發現,在沒登錄的情況下,用瀏覽器打開Default.aspx會自動轉到Login.aspx,同理Register.aspx頁面也會如此。問題:注冊用戶怎么可能在登錄后才能訪問呢?

那么我們就得說了,當注冊頁與登錄頁在同一目錄,為了達到不用登錄就能訪問注冊頁的目的,我們就得對訪問限制的Web.config配置處理一下。

方法一 :注冊頁與登錄頁放在不的目錄內

我們在根目錄添加一個文件夾Pub,將Register.aspx移動到此文件夾里,此時仍不能訪問,需要在文件夾內添加一個Web.config文件,加入:

<configuration>
  <system.web>
   <authorization>
    <allow users= "*" />
   </authorization>
  </system.web>
</configuration>

此處,即說明此目錄下的所有文件,允許所有人訪問。

關於 Web.config 作用范圍的說明:

• Web.config 的設置將作用於所在目錄的所有文件及其子目錄下的所有東東(繼承:子隨父姓)

• 子目錄下的 Web.config 設置將覆蓋由父目錄繼承下來的設置(覆蓋:縣官不如現管)

• 也就是,屬性設置由最深一層的目錄里的Web.config決定;如果子目錄里沒有Web.config文件,則由離它最近的父目錄里的Web.config決定

方法二:仍然保持注冊頁和登錄頁在同一目錄下

只需要在根目錄下的Web.config 中加入以下一段:

<location path= "Register.aspx" >
  <system.web>
    <authorization>
     <allow users= "*" />
    </authorization>
  </system.web>
</location>

通過location節的path屬性的值指定Register.aspx頁面,以及下面authorization節的設置,說明了Register.aspx頁面是允許被所有人訪問。

注意:

location節應加在原有的system.web節的外面,包含在configuration節內,和system.web節是同級的。  

當根目錄下,有多個頁面不需要登錄就可以訪問時,可以設置多個location節,修改對應path屬性值指向的頁面就可以了。

另外,path屬性的值也可以指定目錄,用來指定該目錄的訪問限制。通過修改authorization節的內容來限定訪問權限。詳細的設置,后面會提到。

第三步:實現登錄的代碼

1、普通的代碼實現

方法一:

如果forms節中設置了“defaultUrl”的屬性,也就是登錄后默認轉向的頁面,則可以用如下的方法:

private void Btn_Login_Click(object sender, System.EventArgs e)
{
  if ( this .Txt_UserName.Text== "Admin" && this .Txt_Password.Text== "123456" )
  {
    FormsAuthentication.RedirectFromLoginPage( this .Txt_UserName.Text, false );
  }
}
此處只是簡單模擬了一下登錄的驗證過程,RedirectFromLoginPage方法能發送驗證票據驗證Cookie(如何進行可以用Reflector去查看源代碼),返回請求頁面,即“從哪來就打哪去”。比如:用戶沒登錄前直接在 IE 地址欄輸入 http://localhost/Test/Default.aspx ,那么該用戶將看到的是 Login.aspx?ReturnUrl=Default.aspx ,輸入用戶名與密碼登錄成功后,系統將根據“ReturnUrl”的值,返回相應的頁面;如果沒有“ReturnUrl”,則按照“defaultUrl”的屬性自動轉向。
方法二:
private void Btn_Login_Click(object sender, System.EventArgs e)
{
   if ( this .Txt_UserName.Text== "Admin" && this .Txt_Password.Text== "123456" )
   {
    FormsAuthentication.SetAuthCookie( this .Txt_UserName.Text, false );
    Response.Redirect( "Default.aspx" );
   }
}

此處是分兩步走:通過驗證后就直接發放 Cookie ,跳轉頁面將由程序員自行指定,無需“defaultUrl”設置。此方法對於程序員來說,更靈活。  

 

2、手工實現需要記錄用戶登錄信息的情況

當我們需要記錄用戶登錄的信息,不單單只是一個ID還需要更多屬性的時候,一般都用一個類存儲到Session或Cookie實現,然后做一個基類頁,在基類頁中設置屬性來讀取Session或Cookie。

Session實際也和支不支持Cookie有關,且存在服務器,多少會占用服務器端資源。因此這里還是考慮用Cookie實現。那么在RedirectFromLoginPage方法或SetAuthCookie方法已經設置了驗證票據並設置了Cookie,我們能不能把用戶登錄信息也存儲到這個默認的Cookie里呢?答案是能。

首先,我們在項目里添加AppCode目錄,增加一個UserInfo的類,用以簡單模擬用戶登錄信息。代碼如下:

[Serializable]
public class UserInfo
{
   //用戶登錄信息
   private int _nId;
   private string _sRealName;
   private string _sName; 
   private string _sPassword;
   private string _sRoles;
 
   public int Id
   {
     get { return this ._nId; }
     set { this ._nId = value; }
   }
   public string RealName
   {
     get { return this ._sRealName; }
     set { this ._sRealName = value; }
   }
   public string Name
   {
     get { return this ._sName; }
     set { this ._sName = value; }
   }
   public string Password
   {
     get { return this ._sPassword; }
     set { this ._sPassword = value; }
   }
   public string Roles
   {
     get { return this ._sRoles; }
     set { this ._sRoles = value; }
   }
 
   public UserInfo()
   {   
   }
}

需要注意, 類的屬性中一定要加[Serializable],表示類可以序列化。

 

Forms驗證在內部的機制是,把用戶數據加密后保存在一個基於cookie的票據FormsAuthenticationTicket中,通過RedirectFromLoginPage方法或SetAuthCookie方法就已經實現了Ticket和Cookie的設置,也就是設置了Context.User的值,Context.User在取值和判斷是否經過驗證的時候很有用處。Cookie的屬性是在Web.config的<forms name=".ASPXAUTH" loginUrl="Login.aspx" protection="All" path="/" timeout="20"/>中設置的。因為是經過特殊加密的,所以應該來說是比較安全的。

而.net除了用這個票據存放自己的信息外,還留了一個地給用戶自由支配,這就是現在要說的Ticket的UserData。 UserData用來存儲string類型的信息,並且也享受Forms驗證提供的加密保護,當我們需要這些信息時,也可以通過簡單的Ticket的 UserData屬性得到,兼顧了安全性和易用性,用來保存一些必須的敏感信息還是很有用的。我們就准備將用戶的登錄信息記錄在UserData中,代碼如下:

protected void Button1_Click(object sender, EventArgs e)
   {
     if ( this .TextBox1.Text == "Admin" && this .TextBox2.Text == "123456" )
     {
       // 加密UserInfo
       UserInfo user = new UserInfo();
       user.Id = 1;
       user.Name = this .TextBox1.Text;
       user.Password = this .TextBox2.Text;
       user.RealName = "系統管理員" ;
       user.Roles = "Administrators,Users" ;
       string strUser = Serialize.Encrypt<UserInfo>(user);
 
       // 設置Ticket信息
       FormsAuthenticationTicket ticket = new FormsAuthenticationTicket(
         1, user.Name, DateTime.Now, DateTime.Now.AddMinutes(20), false , strUser);
 
       // 加密驗證票據
       string strTicket = FormsAuthentication.Encrypt(ticket);
 
       // 使用新userdata保存cookie
       HttpCookie cookie = new HttpCookie(FormsAuthentication.FormsCookieName, strTicket);
       cookie.Expires = ticket.Expiration;
       this .Response.Cookies.Add(cookie);
       
 
       this .Response.Redirect( "Default.aspx" );
     }
}

上面的代碼,實際上類似於手工實現了SetAuthCookie方法的過程。

首先,模擬實現登錄,我們手動設置了一個UserInfo的對象,string strUser = Serialize.Encrypt<UserInfo>(user) 是將對象序列化成字符串的一個方法。

  然后,生成一個FormsAuthenticationTicket票據。此處用到的FormsAuthenticationTicket構造函數的重載方法的簽名解釋

public FormsAuthenticationTicket(
    int version, //版本號
    string name, //與身份驗證票關聯的用戶名
    DateTime issueDate, //票據的發出時間
    DateTime expiration, //票據的到期日期
    bool isPersistent, //票據是否存儲在持久的 Cookie 中,是為 true;否則為 false
    string userData //票據中存儲的用戶定義數據
);

再后,string strTicket = FormsAuthentication.Encrypt(ticket) 將票據加密成字符創

最后,HttpCookie cookie = new HttpCookie(FormsAuthentication.FormsCookieName, strTicket) 生成Cookie。

FormsAuthentication.FormsCookieName獲取的就是Web.config中配置的Cookie名稱,也就是默認驗證時產生的Cookie。cookie.Expires = ticket.Expiration 將票據的過期時間和Cookie的過期時間做了同步,也就避免了兩者不同所產生的矛盾。這樣,驗證票據生成了,存儲到默認配置的Cookie中,也就是類似實現了一個SetAuthCookie方法的過程。通過Context.User就能獲取票據的相關信息

了。

3、獲取信息

為了在其他登錄后的頁面比較簡單的獲取登錄用戶信息,我們先生成一個基類頁面。在AppCode中新增LoginBasePage類,代碼如下:

public class LoginBasePage : Page
{
   protected UserInfo LoginUser
   {
     get
     {
       string strUser = ((FormsIdentity) this .Context.User.Identity).Ticket.UserData;
 
       return Serialize.Decrypt<UserInfo>(strUser);       
     }
   }
 
   public LoginBasePage()
   {
     //
     // TODO: 在此處添加構造函數邏輯
     //
   }
}

LoginBasePage : Page,基類頁要繼承Page,成為所有登錄以后的頁面的基類。

屬性protected UserInfo LoginUser{ get;}用來訪問登錄信息。將Context.User.Identity強制轉換為FormsIdentity類的對象,通過訪問Ticket屬性的UserData屬性,獲得被序列化后的對象的字符串,最后用方法Serialize.Decrypt<UserInfo>(strUser)將字符串反序列化成對象后再返回UserInfo類型的對象。

我們只需要將Default頁面的后台代碼改為public partial class _Default : LoginBasePage,就可以通過this.LoginUser來訪問用戶登錄信息了。

第四步:實現不同目錄的權限控制

上面,實現了記錄用戶登錄信息的模擬登錄過程,以及根目錄下文件的訪問控制。但是系統一般都會有多個目錄,接下來就說說目錄的訪問控制。

其實,上面多多少少已經提到過了,通過在每個目錄下增加Web.config文件來進行訪問限制。

首先,我們在根目錄增加一個文件夾ManageAdmin,在此文件夾內增加頁面UserInfo.aspx,頁面內放幾個Label用來展現登錄用戶信息。

然后,再增加一個Web.config文件,配置內容如下:

<configuration>
   <appSettings/>
   <connectionStrings/>
   <system.web>
     <authorization>
       <allow users= "Admin" ></allow>
       <deny users= "*" ></deny>
     </authorization>
   </system.web>
</configuration>

配置中說明只允許“Admin”用戶訪問,禁止其他所有用戶訪問。

這里,特別要注意的是,FormsAuthenticationTicket票據的name屬性的賦值,一定要和<allow users="Admin"></allow>設置的用戶想對應,且大小寫敏感。如果要設置允許多個用戶訪問,則用“,”隔開,例如<allow users="Admin,User1"></allow>。

不同的目錄,設置不同的允許訪問的用戶,就可以對所有目錄進行訪問控制了。

第五步:實現不同目錄的按角色的權限控制

以上實現了對不同目錄按用戶的訪問限制。但是一般來說,一個網站系統的用戶會很多,如果一直使用精確到用戶的訪問控制,則會造成設置Web.config的工作量加大。

而一般,我們會將用戶分到不同的用戶組來進行權限控制,因此,我們也可以配置Web.config實現按角色來控制不同的目錄的訪問權限。

首先,我們在根目錄下再增加一個目錄ManageUsers,在此文件夾內也增加頁面UserInfo.aspx用來展現登錄用戶信息。此目錄將模擬控制Users組的用戶,文件夾ManageAdmin將模擬控制Administrators組的用戶。

然后,在目錄ManageUsers增加Web.config文件,配置內容如下:

configuration>
   <appSettings/>
   <connectionStrings/>
   <system.web>
     <authorization>
       <allow roles= "Users" ></allow>
       <deny users= "*" ></deny>
     </authorization>
   </system.web>
</configuration>

再將文件夾ManageAdmin下的Web.config文件的<allow users="Admin"></allow>改成<allow roles="Administrators"></allow>

最后,修改代碼。

1、注意,我們在模擬用戶信息的時候,有這么一句,user.Roles = "Administrators,Users";也就是用戶Admin具備兩種角色

2、為模擬Users組的用戶登錄,我們再添加如下代碼:

if ( this .TextBox1.Text == "User1" && this .TextBox2.Text == "111111" )
{
       // 加密UserInfo
       UserInfo user = new UserInfo();
       user.Id = 2;
       user.Name = this .TextBox1.Text;
       user.Password = this .TextBox2.Text;
       user.RealName = "普通用戶1" ;
       user.Roles = "Users" ;
       string strUser = Serialize.Encrypt<UserInfo>(user);
 
       // 設置Ticket信息
       FormsAuthenticationTicket ticket = new FormsAuthenticationTicket(
         1, user.Name, DateTime.Now, DateTime.Now.AddMinutes(20), false , strUser);
 
       // 加密驗證票據
       string strTicket = FormsAuthentication.Encrypt(ticket);
 
       // 使用新userdata保存cookie
       HttpCookie cookie = new HttpCookie(FormsAuthentication.FormsCookieName, strTicket);
       cookie.Expires = ticket.Expiration;
       this .Response.Cookies.Add(cookie);
       
 
       this .Response.Redirect( "Default.aspx" );
  }

這樣,我們登錄時,輸入“Admin”和“User1”的時候,就可以模擬不同角色的用戶登錄了。

3、Forms基於角色的驗證的內部機制是,將角色的屬性也設置到了Context.User中,這里也需要手工代碼處理一下。  

首先,為了支持基於角色的驗證,我們每進入一個頁面都需要將角色信息設置到Context.User中,那么最好的辦法就是在Global.asax 文件中的Application_AuthenticateRequest方法中設置。

Application_AuthenticateRequest方法,是在每次驗證請求時觸發,它與另外一個方法Application_BeginRequest的區別就在於,Application_AuthenticateRequest方法內,能夠訪問Context.User.Identity,而Application_BeginRequest則無法訪問。

我們在根目錄添加一個Global.asax 文件,增加如下代碼:

protected void Application_AuthenticateRequest(Object sender, EventArgs e)
   {
     if ( this .Context.User != null )
     {
       if ( this .Context.User.Identity.IsAuthenticated)
       {
         if ( this .Context.User.Identity is FormsIdentity)
         {
           string strUser = ((FormsIdentity) this .Context.User.Identity).Ticket.UserData;
 
           string[] roles = Serialize.Decrypt<UserInfo>(strUser).Roles.Split( ',' );
 
           this .Context.User = new GenericPrincipal( this .Context.User.Identity, roles);
         }
       }
     }
   }

此處,主要代碼就是將Context.User.Identity強制轉換為FormsIdentity類的對象,通過訪問Ticket屬性的UserData屬性,獲得被序列化后的對象的字符串,最后用方法Serialize.Decrypt<UserInfo>(strUser)將字符串反序列化成對象,再將UserInfo對象的Roles屬性以“,”為分隔符分隔成角色數組,再用Context.User.Identity和角色數組生成一個新的GenericPrincipal對象,賦值給Context.User ,則Context.User 為已經設置好角色的驗證對象。

按照我們的設置,Admin用戶能訪問兩個目錄,而User1用戶,則只能訪問ManageUsers一個目錄。

第六步:集中管理Web.config文件

目錄的訪問權限控制,是按用戶還是按角色,一般由具體業務決定。

但是,隨着目錄的增多,每個目錄下都存在一個Web.config文件,管理起來特別不方便。

通過上面提到過的location節的path屬性,我們可以實現Web.config配置的統一管理。我們可以將各個文件或目錄的配置都放置在根目錄的Web.config文件內,代碼如下:

<configuration>
   <appSettings/>
   <connectionStrings/>
 
   <location path = "Register.aspx" >
     <system.web>
       <authorization>
         <allow users= "*" />
       </authorization>
     </system.web>
   </location>
 
     <location path = "ManageAdmin" >
     <system.web>
       <authorization>
         <allow roles= "Administrators" ></allow>
           <deny users= "*" ></deny>
       </authorization>
     </system.web>
   </location>
 
     <location path = "ManageUsers" >
     <system.web>
       <authorization>
         <allow roles= "Users" ></allow>
           <deny users= "*" ></deny>
       </authorization>
     </system.web>
   </location>
 
     <system.web>
     <!-- 這里放置原來根目錄 Web.config 的內容,就不列出來了 -->
      </system.web>
 
</configuration>


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