JWT身份验证：.NET Core后台与Vue.js前端实现详解

概述：JSON Web Token（JWT）是一种用于安全传输信息的标准。主要用于身份验证和信息传递，通过头部、载荷和签名构成。在.NET Core中，可通过Microsoft.AspNetCore.Authentication.JwtBearer实现后台服务，提供生成、刷新和验证Token的接口。前端使用Vue.js结合axios发送请求，通过拦截器实现自动刷新Token，确保安全可靠的身份验证和信息传递。

什么是JWT？

JWT（JSON Web Token）是一种开放标准（RFC 7519），用于在各方之间传输信息的轻量级、自包含的标准。JWT由三部分组成：头部（Header）、载荷（Payload）、签名（Signature）。它通常被用于身份验证和信息传递。

• 头部（Header）：声明类型和使用的签名算法。

{ "alg": "HS256", "typ": "JWT" }

• 载荷（Payload）：包含声明（claims），是关于实体（通常是用户）和其他数据的声明。

{ "sub": "1234567890", "name": "John Doe", "iat": 1516239022 }

• 签名（Signature）：使用密钥对头部和载荷进行签名，以确保数据的完整性和来源验证。

JWT 主要用途

JWT主要用于在网络应用中安全地传递声明。常见用途包括身份认证和信息交换。生成的JWT可以被验证，信任，并且不易被篡改。

JWT 的原理

JWT的原理基于对称或非对称加密。生成JWT时，使用密钥对头部和载荷进行签名。验证时，接收到的JWT通过相同的过程重新计算签名，并与接收到的签名进行比较。由于签名使用密钥生成，只有拥有密钥的一方才能生成有效的签名。

JWT 应用场景

• 身份认证：用户登录后，服务器生成JWT，并在每个后续请求中携带JWT，以验证用户身份。
• 信息传递：JWT可以包含任意信息，用于在不同系统之间安全传递信息，如用户权限、配置信息等。

JWT 有哪几种传输方式

• HTTP Header：JWT通常放在HTTP请求的Authorization头部中，使用Bearer方案，例如：Authorization: Bearer your_token_here。
• URL 参数：可以将JWT作为URL的查询参数传递。
• POST 请求体：可以将JWT放在POST请求体中进行传递。

在 .NET Core 中使用 JWT

后台服务实现

安装 NuGet 包：

dotnet add package Microsoft.AspNetCore.Authentication.JwtBearer

配置 JWT 服务：

services.AddAuthentication(options =>
{
    options.DefaultAuthenticateScheme = JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme;
    options.DefaultChallengeScheme = JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme;
}).AddJwtBearer(options =>
{
    options.TokenValidationParameters = new TokenValidationParameters
    {
        ValidateIssuer = false,
        ValidateAudience = false,
        ValidateLifetime = true,
        ValidateIssuerSigningKey = true,
        IssuerSigningKey = new SymmetricSecurityKey(Encoding.UTF8.GetBytes("your_secret_key"))
    };
});

添加授权中间件：

app.UseAuthentication();

生成 Token 接口：

[ApiController]
[Route("api/auth")]
public class AuthController : ControllerBase
{
    private readonly JwtService _jwtService;

    public AuthController(JwtService jwtService)
    {
        _jwtService = jwtService;
    }

    [HttpPost("login")]
    public IActionResult Login([FromBody] LoginRequest request)
    {
        // 验证用户名和密码，生成 ClaimsIdentity
        ClaimsIdentity identity = ...

        // 生成 JWT
        string token = _jwtService.GenerateToken(identity);

        return Ok(new { Token = token });
    }
}

刷新 Token 接口：

[Authorize]
[HttpPost("refresh")]
public IActionResult RefreshToken()
{
    // 从当前用户的 Claims 中获取信息，生成新的 Token
    ClaimsIdentity identity = ...

    string newToken = _jwtService.GenerateToken(identity);

    return Ok(new { Token = newToken });
}

验证 Token 接口：

[Authorize]
[HttpGet("protected")]
public IActionResult ProtectedResource()
{
    // 受保护的资源
    return Ok(new { Message = "This is a protected resource." });
}

前端 VUE 实现

安装 axios：

npm install axios

在 Vue 组件中使用 JWT：

import axios from 'axios';

// 每次请求前检查 Token 是否过期，如果过期则刷新
axios.interceptors.request.use(async (config) => {
    const token = localStorage.getItem('jwtToken');
    if (token) {
        // 检查 Token 是否过期
        const decodedToken = parseJwt(token);
        const currentTimestamp = Math.floor(Date.now() / 1000);

        if (decodedToken.exp < currentTimestamp) {
            // Token 过期，刷新 Token
            await refreshToken();
        }

        config.headers.Authorization = `Bearer ${token}`;
    }
    return config;
});

// 刷新 Token
async function refreshToken() {
    const token = localStorage.getItem('jwtToken');
    const response = await axios.post('api/auth/refresh', null, { headers: { Authorization: `Bearer ${token}` } });

    const newToken = response.data.Token;
    localStorage.setItem('jwtToken', newToken);
}

// 发送包含 JWT 的请求
async function sendRequest() {
    try {
        const response = await axios.get('api/auth/protected');
        console.log(response.data);
    } catch (error) {
        console.error('Request failed:', error);
    }
}

// 解析 JWT
function parseJwt(token) {
    const base64Url = token.split('.')[1];
    const base64 = base64Url.replace(/-/g, '+').replace(/_/g, '/');
    const jsonPayload = decodeURIComponent(atob(base64).split('').map(function(c) {
        return '%' + ('00' + c.charCodeAt(0).toString(16)).slice(-2);
    }).join(''));

    return JSON.parse(jsonPayload);
}

以上是一个简单的示例，实际应用中需要考虑更多的安全性和错误处理。确保在生产环境中使用 HTTPS 以保障数据传输的安全性。