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使用 ASP.NET Core 进行现代全栈 Web 开发: 4 配置与安全

网友: 技术文档 2025-07-30 13:52:11

在瞬息万变的 Web 开发领域，掌握 ASP.NET Core 应用程序的配置与安全艺术是开发者的关键技能。 本章将深入探讨 ASP.NET Core 强大的配置系统，指导您掌握管理多样化环境和设置的细微差别，确保应用程序在不同场景下平稳运行。 我们将探索如何针对开发、测试和生产环境定制应用程序行为， 确保灵活性与可靠性。

从配置转向任何 Web 应用程序的基石——安全性，我们将重点转向认证与授权机制。 理解这些层次对于保护应用程序免受未授权访问、确保用户身份真实性至关重要。 我们将指导您实施多种认证方案，并建立授权策略以有效保护您的 资源。

此外，我们将探讨安全数据处理的重要性，重点介绍防止数据泄露、确保用户数据机密性与完整性的实践方法。 为此，我们将深入讲解 安全套接层 （ SSL ）技术的应用，这是 加密网络流量、增强数据传输安全性的 基础技术。

通过本章学习，您不仅能掌握理论基础，还将获得配置 ASP.NET Core 应用程序、实施健壮安全机制以及采用数据保护最佳实践的实战经验。 无论您是在构建企业级解决方案还是个人项目，这里学到的技能都将提升 应用程序的安全性和弹性。

本章我们将涵盖以下 主要内容：

  • ASP.NET Core 中 配置与安全的重要性
  • ASP.NET Core 中的 配置管理
  • 在 ASP.NET Core 中实现 认证与授权
  • ASP.NET Core 中的安全数据处理与 SSL

掌握了这些知识后，您将能够构建安全且适应性强的 ASP.NET Core 应用程序，从容应对现代 网络环境的挑战。

20年工作经验，承接微信小程序，App，网站，网站后端开发。有意向私聊我哈。vx:akluse

ASP.NET Core 中配置与安全的重要性

在现代 Web 开发背景下，特别是使用 ASP.NET Core 时，理解并实施强大的配置和安全措施不仅有益——更是至关重要。 这两个方面构成了任何可靠且具有弹性的 Web 应用的支柱，既确保了部署的灵活性，又能防范不断演变的 安全威胁。

在 配置方面，ASP.NET Core 被设计为高度灵活且适应性强，允许开发人员在不更改代码的情况下管理应用程序在不同环境（开发、预发布和生产）中的行为。 这种适应性对于需要随时间扩展和演变的应用程序至关重要。 通过将数据库连接、API 密钥和功能开关等设置外部化到配置文件或环境变量中，开发人员可以调整应用程序的行为，而无需重新部署或更改应用程序的 核心逻辑。

这种可配置性支持 DevOps 的持续集成与持续部署 （CI/CD）实践，能够更顺畅地实现从开发到生产的工作流程。 此外，它还支持采用多因素认证 （MFA）方法，特别是在为不同环境配置应用程序时，增强了应用的移植性和弹性。

在 安全性方面，ASP.NET Core 提供了一个集成化、精心设计的框架，用于保护应用程序免受常见漏洞和攻击的威胁。 安全性不仅是一项功能，更是贯穿应用程序开发生命周期的基础要素。 它涵盖多个层面，包括身份验证、授权、数据 保护以及安全通信，具体包含 以下方面：

  • 身份验证与授权 ：ASP.NET Core 支持构建强大且可定制的身份验证与授权系统。 该系统确保只有经过身份验证的用户才能访问特定资源，并具备执行特定操作所需的权限。 这种访问隔离机制对于维护用户数据隐私、防止敏感信息遭受 未授权访问至关重要。
  • 数据保护 ：ASP.NET Core 内置了一套数据保护堆栈，可帮助保护并加密静态和传输中的敏感数据。 在数据泄露可能对隐私 与信任造成深远影响的时代，这一点尤为重要。
  • 安全通信 ：随着网络威胁日益普遍，安全通信变得至关重要。 ASP.NET Core 对 SSL/ 传输层安全性 （ TLS ）的支持 体现了其对安全数据交换的承诺，确保通过网络传输的数据经过加密保护， 免受窃听者攻击。

本质上，ASP.NET Core 中的配置和安全特性不仅关乎防止未经授权的访问或数据泄露，更在于为用户建立信任基础。 通过确保应用程序的灵活性、适应性和安全性，开发者能够创建用户可依赖的数字体验，从而在数字领域中培养用户的信心和忠诚度。

考虑到配置和安全性对 ASP.NET Core 的重要性，通过本章的学习，您将全面理解并在多个关键领域获得实践经验。 此外，您不仅会掌握这些概念的理论知识，还能实际应用它们。 您将具备为不同环境配置 ASP.NET Core 应用程序、实施复杂的身份验证与授权策略、安全处理数据以及应用 SSL 实现安全通信的知识与技能。 这些能力将使您能够开发出健壮、安全且灵活的 ASP.NET Core 应用程序，满足现代 网络生态系统的需求。

下一节中，我们将详细介绍 ASP.NET Core 应用程序配置的所有必要信息，包括如何管理复杂场景下的设置，以及如何使您的应用程序在 配置方面具备可扩展性。

ASP.NET Core 中的配置

支撑应用程序健壮性和灵活性的支柱之一是其配置系统。 ASP.NET Core 通过提供一套精密且适应性强的配置框架重新定义了这一基石，这对于需要在不同环境和条件下蓬勃发展的现代应用至关重要。

ASP.NET Core 中的配置系统巧妙设计以支持动态模块化方案。 它允许开发者从多种来源提取应用设置，为应用程序实现从开发环境到生产环境的无缝迁移铺平道路，而无需修改代码。 该系统不仅满足应用适应不同环境的需求，还能确保敏感信息得到安全管理并与代码库有效隔离。

理解并有效实施配置系统能极大提升应用程序的可维护性和可扩展性，为构建可靠、安全且适应性强的 Web 应用奠定坚实基础。 在接下来的章节中，我们将深入探讨该配置系统的各个方面，剖析其组件结构、使用方法以及最佳实践，从而充分发挥其全部潜能。

ASP.NET Core 配置概述

ASP.NET Core 提供了一个灵活可扩展的框架，用于根据环境管理应用设置和行为。 与早期 ASP.NET 版本不同，ASP.NET Core 的配置不再基于 web.config 等静态文件， 而是采用 JSON 文件、环境变量、命令行参数等多种来源。 ASP.NET Core 配置包含以下核心组件：

  • 配置提供程序 ：这些是从中可以加载配置设置的各种来源。 每个提供程序都可以从 不同来源 读取配置数据。
  • 配置生成器 ：用于从指定的提供程序收集配置，并将其构建成可在 整个应用程序 中访问的单一配置对象。

此外，ASP.NET Core 支持多种配置来源，例如 以下内容：

  • appsettings.json ：ASP.NET Core 项目 中默认的 JSON 配置文件
  • 环境变量 ：用于从外部覆盖设置，特别适用于生产环境或 部署期间
  • 密钥管理器 ：在开发过程中用于安全存储敏感数据，使其脱离 项目目录树

ASP.NET Core 中典型的配置使用模式包括创建 ConfigurationBuilder 方法，添加必要的配置提供程序，然后构建 IConfiguration 对象。 该对象随后在整个应用程序中用于访问配置值。 实际示例如 下段代码所示：

using Microsoft.Extensions.Configuration;namespace Chapter4{    internal class Program    {        static void Main(string[] args)        {            var configBuilder = new ConfigurationBuilder()                .AddJsonFile(                    \"mysettings.json\",                    optional: true,                    reloadOnChange: true                )                .AddEnvironmentVariables();            IConfiguration config = configBuilder.Build();            Console.WriteLine($\"Custom config:                {config[\"ExampleSetting\"]}\");        }    }}

在此情况下， 配置源是 appsettings.json 文件，该文件可能针对开发、预发布和生产等不同环境具有不同的值。 下一节我们将了解配置提供程序。

理解配置提供程序

ASP.NET Core 中的配置提供程序是负责从各种源读取配置数据并在运行时提供给应用程序的组件。 每个提供程序可从不同类型的源提取配置数据，确保您能在多种环境和存储格式中维护设置。 这种灵活性使开发者无需修改代码即可轻松调整应用程序，适应开发、部署和生产环境的不同阶段。

以下列表详细列出了.NET 支持的最常见配置源类型：

  • JSON 提供程序 从 JSON 文件（如 appsettings.json ）读取设置，这是 ASP.NET Core 中支持分层 配置的常见默认方式。 再次演示如何 使用它： 
    using Microsoft.Extensions.Configuration;namespace Chapter4{    internal class Program    {        static void Main(string[] args)        {            var configBuilder =                new ConfigurationBuilder()                .AddJsonFile(                    \"mysettings.json\",                    optional: true,                    reloadOnChange: true                )                .AddEnvironmentVariables();            IConfiguration config =                configBuilder.Build();            Console.WriteLine($\"ConnectionString:                {config[\"ConnectionStrings:Default\"]}\"            );        }    }}
  • 环境变量提供程序 从环境变量加载配置，非常适合 在生产环境中安全覆盖设置。 以下是 使用示例： 
    using Microsoft.Extensions.Configuration;namespace Chapter4{    internal class Program    {        static void Main(string[] args)        {            var builder = new ConfigurationBuilder()                .AddEnvironmentVariables();            IConfiguration configuration =                builder.Build();            Console.WriteLine($\"PATH:                {configuration[\"PATH\"]}\");        }    }}

    给定代码使用了 ConfigurationBuilder 中的 AddEnvironmentVariables 扩展方法从环境变量加载配置，指明了 实际数据源。

  • 命令行配置提供程序 支持在应用 启动时通过命令行进行配置，这对开发环境或需要特定运行时参数启动应用的场景非常有用。 以下是通过 命令行设置配置的示例： 
    static void Main(string[] args){    string[] arguments = {        \"--ConnectionStrings:Default=        MyConnectionString\"    };    var builder = new ConfigurationBuilder()        .AddCommandLine(arguments);    IConfiguration config = builder.Build();    Console.WriteLine($\"ConnectionString: {        config[\"ConnectionStrings:Default\"] }\");}
  • XML 配置提供程序 支持需要通过 XML 文件进行配置的应用程序，适用于与遗留系统或提供 XML 配置的外部系统集成。 以下是 实现方式： 
    using Microsoft.Extensions.Configuration;namespace Chapter4{    internal class Program    {        static void Main(string[] args)        {            var builder = new ConfigurationBuilder()                .AddXmlFile(                    \"appsettings.xml\",                    optional: true,                    reloadOnChange: true                );            var config = builder.Build();            Console.WriteLine(                $\"LogFilePath: {config[\"LogSettings:                LogFilePath\"]}\"            );        }    }}

    该示例使用 AddXmlFile 方法从 appsettings.xml 文件加载设置。 以下是 appsettings.xml 文件的 简化表示：

                                            

    如您所见， 在给定的 XML 中，您可以设置嵌套配置，例如 LogSettings ，并在您的.NET 应用程序中 获取配置时引用它。

  • 用户机密提供程序 在开发过程中用于将敏感数据安全地存储在项目之外，确保 API 密钥等机密信息不会进入源代码控制。 以下是实现 该提供程序的示例： 
    using Microsoft.Extensions.Configuration;namespace Chapter4{    internal class Program    {        static void Main(string[] args)        {            var builder = new ConfigurationBuilder()                .AddUserSecrets();            var config = builder.Build();            Console.WriteLine(                $\"APIKey: {config[\"APIKey\"]}\"            );        }    }}
  • 最后， 内存配置提供程序特别适用于测试场景，或当您需要在应用程序执行期间动态添加配置设置时。 它从内存中的集合加载配置： 
    using Microsoft.Extensions.Configuration;namespace Chapter4{    internal class Program    {        static void Main(string[] args)        {            var dict =                new Dictionary()            {                { \"RunTimeSettng\",\"Value\"}            };            var builder = new ConfigurationBuilder()                .AddInMemoryCollection(dict);            var config = builder.Build();            Console.WriteLine(                $\"RunTimeSettng:                {config[\"RunTimeSettng\"]}\"            );        }    }}

每个配置提供程序 都服务于特定场景，增强了 ASP.NET Core 应用程序配置管理的灵活性和安全性。 下一节我们将了解如何为 ASP.NET Core 应用程序创建自定义配置提供程序。

创建自定义配置提供程序

ASP.NET Core 允许开发者通过创建自定义提供程序来扩展配置功能。 当您需要从默认提供程序未涵盖的存储（如数据库或自定义服务）获取配置数据时，这特别有用。 要创建自己的配置提供程序，您可以按照 以下步骤操作：

  1. 实现接口 ：实现 IConfigurationProvider 用于获取数据，并实现 IConfigurationSource 用于返回 提供程序的实例。
  2. 配置并加载数据 ：提供程序应连接到所需的数据源，获取数据并将其转换为 键值对。
  3. 注册提供程序 ：在 应用程序启动 期间将自定义提供程序添加到配置系统中。

让我们 创建一个简单的自定义配置提供程序，该程序从纯文本文件中读取配置数据，其中每行是由 冒号分隔的键值对：

  1. 首先，您需要创建一个继承自 ConfigurationProvider 类的子类，如以下代码所示： 
    namespace PacktBook{    public class TextFileConfigurationProvider :        ConfigurationProvider    {        public string FilePath { get; }        public TextFileConfigurationProvider(            string filePath        )        {            FilePath = filePath;        }        public override void Load()        {            var data =                new Dictionary();            if (!File.Exists(FilePath))            {                throw new FileNotFoundException(                    $\"Configuration file not found:                    {FilePath}\"                );            }            foreach (var line in                File.ReadAllLines(FilePath))            {                var keyValuePair = line.Split(\':\');                if (keyValuePair.Length != 2)                {                    throw new FormatException(                        \"Line must be in the format                        \'key:value\'\"                    );                }                data[keyValuePair[0].Trim()] =                    keyValuePair[1].Trim();            }            Data = data;        }    }}

    这段代码定义了一个名为 TextFileConfigurationProvider 的自定义配置提供程序，它继承自 ConfigurationProvider。 该提供程序设计用于从 FilePath 指定的文本文件加载配置数据。 其中 Load 方法被重写以读取文件的每一行，每行应包含一个由冒号分隔的键值对。 随后将每行拆分为键和值，去除任何空白字符，并将它们添加到内部的 data 字典中。 如果文件不存在或任何行不符合预期格式，则会抛出异常以防止加载错误的配置。

  2. 下一步是创建 配置源 ，即实现 IConfigurationSource 接口的类，如 以下代码所示： 
    namespace PacktBook{    public class TextFileConfigurationSource :        IConfigurationSource    {        public string FilePath { get; set; }        public IConfigurationProvider Build(            IConfigurationBuilder builder)        {            return new              TextFileConfigurationProvider(FilePath);        }    }}

    这段 代码定义了 TextFileConfigurationSource ，它是 IConfigurationSource 接口的一个实现。 该类的核心作用是封装配置提供程序的细节，并公开一个 Build 方法，该方法由 IConfigurationBuilder 调用。 Build 方法会使用 TextFileConfigurationProvider 的 FilePath 属性进行实例化，从而有效地将配置源与提供程序关联起来。 这种设计使得配置系统能够无缝扩展，支持自定义文件格式 来存储设置。

  3. 本示例的最后一步是为您的应用程序注册自定义提供程序，如 以下代码所示： 
    using Microsoft.Extensions.Configuration;namespace Chapter4{    internal class Program    {        static void Main(string[] args)        {            var builder = new ConfigurationBuilder()                .Add(new TextFileConfigurationSource()                    { FilePath = \"config.txt\" });            var config = builder.Build();            Console.WriteLine($\"Example setting:                {config[\"ExampleSetting\"]}\");        }    }}

    这段 最终代码展示了如何将自定义配置提供程序集成到 ASP.NET Core 应用程序中。 在 Program 类的 Main 方法中， ConfigurationBuilder 被创建，并将自定义的 TextFileConfigurationSource 类添加其中。 将 FilePath 属性设置为 config.txt ，指定配置设置的源文件。 配置构建完成后，可以像 ASP.NET Core 中的其他配置源一样使用，允许您通过标准键索引检索设置。 此示例获取并打印名为 ExampleSetting 的设置，以演示如何访问已加载的 配置数据。

通过对 ASP.NET Core 配置功能的探索，我们看到了现代应用程序开发核心中强大而灵活的系统。 该框架内置的提供程序（如 JSON、环境变量和命令行参数）以及实现自定义提供程序的能力，为开发人员提供了所需工具， 以便在不同环境中高效管理多样化的应用程序设置。 这种适应性确保 ASP.NET Core 应用程序能够进行微调，以满足精确的操作要求和 环境限制。

自定义配置提供程序进一步扩展了这种灵活性，能够与任何数据源或格式集成。 如 TextFileConfigurationProvider 所示，开发人员可以定制配置流程以包含遗留系统、独特文件格式或专用数据存储，确保即使是最复杂或非标准的配置也能无缝集成到 ASP.NETCore 应用程序中。

随着本章内容的推进，我们将把关注点从配置转向 ASP.NET Core 中至关重要的安全领域。 接下来的章节将深入探讨身份验证与授权实现、安全数据处理以及 SSL 应用，使您不仅能完成配置，更能有效保障应用程序安全。 通过理解这些安全机制，您将具备防护常见漏洞的能力，确保数据完整性与机密性。 这种从配置到安全的演进过程，充分体现了 ASP.NET Core 框架下应用开发与维护的全面性，使您能够应对构建健壮、安全且可扩展的 Web 应用程序的挑战。

在 ASP.NET Core 中实现身份验证与授权

认证 和 授权 是 网络开发中的基础安全流程。 认证 验证试图访问系统的用户身份，确保该人员确为其声称的身份。 这可能涉及检查用户名和密码，或验证用户提供的令牌。 另一方面，授权则决定已认证用户在系统内允许执行或查看的内容。 例如，普通用户可能仅能查看数据，而管理员则可能拥有 编辑权限。

ASP.NET Core 提供了一个强大的框架来高效处理这两个流程，使开发者能够保护应用程序免受未授权访问，并确保用户拥有适当的 访问权限。

ASP.NET Core 采用基于中间件的方式处理身份验证。 中间件 组件会分析传入请求，并根据提供的凭据确定用户身份。 该流程涉及以下 关键组件：

  • 身份验证方案 ：这些是描述应如何执行身份验证的命名配置。 可以包含 Cookie、 JSON Web Token （ JWT ）令牌，或诸如 Google 或 Facebook 等外部登录提供商。
  • 身份验证处理程序 ：这些负责实际的身份验证过程。 每个处理程序对应不同的 身份验证方案。

这是一个配置基于 Cookie 认证的简单示例 在 Program.cs :

public static void Main(string[] args){    var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);    builder.Services.AddAuthentication(\"MyCookieAuth\")        .AddCookie(\"MyCookieAuth\", options =>    {        options.Cookie.Name = \"UserLoginCookie\";        options.LoginPath = \"/Login\";    });}

在这段代码中，AddAuthentication 为应用程序添加了认证服务。MyCookieAuth 是认证方案的名称，AddCookie 配置该方案使用 cookie。 其中 options.LoginPath 实例指定了当用户需要登录时的重定向路径。

下一节我们将简要了解如何为 ASP.NET Core 应用程序配置授权。

ASP.NET Core 中的授权机制

用户通过身份验证后，下一步是授权，即检查用户是否具有执行特定操作的权限。 ASP.NET Core 通过 以下方式实现：

  • 策略 ：自定义规则，用于指定授予访问权限必须满足的要求。 例如，可以要求用户必须通过身份验证并属于 特定角色。
  • 要求 ： 策略生效需要满足的具体条件。 这可能包括达到特定年龄、拥有特定声明或属于 某个角色。
  • 处理器 ： 用于评估给定要求是否已 被满足的逻辑单元。

以下是设置简单授权策略 的 Program.cs 示例 :

public static void Main(string[] args){    var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);    builder.Services.AddAuthentication(\"MyCookieAuth\")        .AddCookie(\"MyCookieAuth\", options =>    {        options.Cookie.Name = \"UserLoginCookie\";        options.LoginPath = \"/Login\";    });    builder.Services.AddAuthorization(options =>    {        options.AddPolicy(            \"AdminPolicy\",            policy => policy.RequireRole(\"Admin\")        );    });}

此代码添加了一个名为 \"AdminPolicy\" 的授权策略，要求用户处于 \"Admin\" 角色才能访问 特定资源。

这些授权概念通过中间件应用于 ASP.NET Core 管道中。 以下是配置中间件的方法 （位于 Program.cs 文件中） :

public static void Main(string[] args){    var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);    builder.Services.AddAuthentication(\"MyCookieAuth\")        .AddCookie(\"MyCookieAuth\", options =>    {        options.Cookie.Name = \"UserLoginCookie\";        options.LoginPath = \"/Login\";    });    builder.Services.AddAuthorization(options =>    {        options.AddPolicy(            \"AdminPolicy\",            policy => policy.RequireRole(\"Admin\")    );    });    var app = builder.Build();    app.UseRouting();    app.UseAuthentication();    app.UseAuthorization();}

在此配置中，UseAuthentication 和 UseAuthorization 至关重要：它们会将配置的身份验证和授权策略应用于每个传入应用程序的 HTTP 请求。

正确理解并实施这些安全流程对于保护 ASP.NET Core 应用程序至关重要。 通过 ASP.NET Core 提供的内置工具，您可以自定义用户认证和授权方式，使应用程序既安全又能适应各种 用户需求。

下一节中，我们将了解如何在 ASP.NET Core 中运用多种认证方案。

在 ASP.NET Core 中实现多种认证方案

ASP.NET Core 支持多种认证方案以满足不同应用需求，从传统的基于 cookie 的表单认证到现代的基于令牌的系统。 本节将探讨如何实现不同类型的认证机制，特别关注基于 cookie 和基于令牌( JWT)的认证方式。

基于 Cookie 的身份验证

基于 Cookie 的身份验证 是 一种常见的 在客户端浏览器中跨多个请求维护会话信息的方法。 当用户登录时，服务器会创建一个会话标识符并将其作为 Cookie 发送到用户的浏览器，浏览器会在后续请求中将其发回以进行 会话验证。

在 Program.cs 文件中，配置 Cookie 身份验证服务和参数的代码应放在 Main 方法中：

public static void Main(string[] args){    var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);    builder.Services.AddAuthentication(        CookieAuthenticationDefaults.AuthenticationScheme)            .AddCookie(options=>        {            options.LoginPath = \"/Account/Login\";            options.AccessDeniedPath =                \"/Account/AccessDenied\";            options.ExpireTimeSpan = TimeSpan.FromDays(5);        });}

下一步 是在控制器中创建登录 操作来处理用户认证和 Cookie 签发：

[HttpPost]public async Task Login(    string username,    string password){    var user = AuthenticateUser(username, password);    if (user != null)    {        var claims = new List{    new Claim(ClaimTypes.Name, user.Name),    new Claim(ClaimTypes.Role, user.Role),};        var claimsIdentity = new ClaimsIdentity(            claims,            CookieAuthenticationDefaults                .AuthenticationScheme        );        var authProperties = new AuthenticationProperties            { IsPersistent = true };        await HttpContext.SignInAsync(            CookieAuthenticationDefaults               .AuthenticationScheme,            new ClaimsPrincipal(claimsIdentity),            authProperties        );        return RedirectToAction(\"Index\", \"Home\");    }    return View();}

AuthenticateUser 函数 是一个 自定义方法，用于根据数据库或其他存储用户信息的系统来验证用户凭据。 该函数通常用于基于表单的身份验证场景，例如基于 Cookie 的身份验证，用户通过 表单提交用户名和密码。

下一节中，我们将了解如何配置 基于令牌的身份验证 到您的 ASP.NET Core 应用程序中。

基于令牌的身份验证

JWT 提供了一种紧凑且 URL 安全的方式， 用于在双方之间传递声明信息。 它允许您验证令牌的真实性及用户身份。 这种认证方式特别适用于单页应用程序 （SPA）、移动应用及跨域请求场景， 在这些场景中管理 cookie 可能并不实际。

JWT 由 三 部分组成：头部、载荷和签名。 头部通常包含令牌类型和所使用的哈希算法。 载荷包含声明，即关于实体（通常是用户）的陈述及其他数据。 签名用于保护令牌并验证令牌是否被篡改。 JWT 包含 以下部分：

  • 头部 ：例如， {\"alg\": \"HS256\", \" typ\": \"JWT\"}
  • 载荷 ：包含声明；例如， {\"sub\": \"1234567890\", \"name\": \"John Doe\", \" iat\": 1516239022}
  • 签名 ：使用头部指定的算法对头部、载荷和密钥进行哈希计算得到的结果

当用户登录时，服务器会生成一个封装用户身份及其他关键属性的 JWT，对其进行签名后返回给客户端。 客户端随后在后续 Web 请求的 HTTP Authorization 头部中包含该令牌，服务器通过验证令牌来 授权请求

要在 ASP.NET Core 应用中实现 JWT 认证，请按照 以下步骤操作：

  1. Program.cs 中的配置 ：在 Main 方法中配置 JWT 认证服务。 您需要安装 Microsoft.AspNetCore.Authentication.JwtBearer 包，并指定诸如签发者、受众以及用于签名 令牌的密钥等详细信息： 
    builder.Services.AddAuthentication(    JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme)    .AddJwtBearer(options =>    {        options.TokenValidationParameters =            new TokenValidationParameters        {            ValidateIssuerSigningKey = true,            IssuerSigningKey = new                SymmetricSecurityKey(                    Encoding.UTF8.GetBytes(                        \"YourSecretKeyHere\"                    )                ),                ValidateIssuer = true,                ValidateAudience = true,                ValidIssuer = \"YourIssuer\",                ValidAudience = \"YourAudience\",                // Reduce default clock skew to                // immediate                // token expiration handling                ClockSkew = TimeSpan.Zero        };    });
  2. 令牌生成 ：创建方法用于在用户成功登录时生成 JWT。 该令牌包含用户声明信息，并使用 密钥： 进行签名 
    public string GenerateJwtToken(    string username, List claims){    var securityKey = new SymmetricSecurityKey(        Encoding.UTF8.GetBytes(\"YourSecretKeyHere\")    );    var credentials = new SigningCredentials(        securityKey,        SecurityAlgorithms.HmacSha256Signature    );    var token = new JwtSecurityToken(        issuer: \"YourIssuer\",        audience: \"YourAudience\",        claims: claims,        expires: DateTime.Now.AddHours(3),        signingCredentials: credentials    );    return new        JwtSecurityTokenHandler().WriteToken(token);}
  3. 保护终端节点 ：应用 [Authorize] 特性到需要用户认证的控制器或操作上 。 这确保在执行操作前会先验证 JWT ： 
    [Authorize]public class SecureController : ControllerBase{    public IActionResult GetSecureData()    {        return Ok(\"This is a secure endpoint and you            have been authenticated.\");    }}

此外， 还可以 为所有控制器 默认配置授权，而无需在每个控制器上显式使用 Authorize 特性。 这可以通过在 Program.cs 文件中设置授权来实现，如 以下代码所示：

builder.Services.AddControllersWithViews(options =>{    var policy = new AuthorizationPolicyBuilder()    .RequireAuthenticatedUser()    .Build();    options.Filters.Add(new AuthorizeFilter(policy));});

在本示例中， 授权 过滤器通常应用于 应用程序中的所有控制器。

保护端点是确保 ASP.NET Core 应用程序资源和功能安全的关键环节。 通过实施基于 JWT 的身份验证，不仅能确保每个请求来自已验证来源，还能以最小的交易开销实现细粒度访问控制。 这种安全措施有效构建了抵御未授权访问的坚固屏障，为保护敏感数据 和操作提供了清晰 且可管理的方式。

使用 JWT 保护端点具有 多重优势：

  • 无状态与可扩展性 ：与传统基于会话的认证不同，JWT 是自包含的，包含所有必要的用户信息。 这种无状态特性使得服务器无需维护会话信息即可验证令牌，非常适合在多台服务器 或不同环境间扩展应用。
  • 灵活性 ：JWT 可轻松跨不同域和服务使用，便于多个系统或微服务之间的安全交互。 这种互操作性在现代 Web 架构中尤为有益，通常涉及 异构系统间的交互。
  • 细粒度访问控制 ：通过在 JWT 中包含声明，您可以实现更精细的访问控制策略。 例如，您可以直接将用户角色、权限或其他属性编码到令牌中，使应用程序能够基于 这些声明做出授权决策。

该 框架支持最佳实践，例如使用 HTTPS 进行 安全令牌传输，并提供强大的令牌验证和过期处理工具。 遵循这些实践可显著降低 安全漏洞的风险。

要有效保护终端设备安全，关键在于持续更新和完善认证授权机制，以应对不断演变的安全威胁。 定期审计、更新加密实践并遵循最新安全指南，是维护应用程序完整性和安全性的必要措施。

总之，JWT 认证为 ASP.NET Core 应用程序提供了一种强大而高效的端点安全保护方法。 通过理解和实施这种方法，开发者能够保护其应用程序免受未经授权的访问，并确保系统具备健壮性、安全性，能够满足现代网络环境的需求。

下一节中，我们将学习如何在 ASP.NET Core 中应用安全数据处理和 SSL。

在 ASP.NET Core 中保护数据与 SSL 配置

保障数据安全与确保 通信安全是开发可靠、可信的 ASP.NET Core 应用程序的基本要素。 本节涵盖数据处理的最佳实践、加密技术的应用与安全编码技巧，以及配置和强制实施 SSL/TLS 以保护 传输中的数据。

确保安全的数据处理实践

数据处理 指的是 您在应用程序中为确保数据在整个生命周期中的完整性和机密性 所采用的方法和协议。 安全的数据处理能最大程度降低未经授权访问和数据泄露的风险。 以下是 关键要点：

  • 数据验证 ：始终验证输入数据，防止格式错误的数据对应用程序造成意外影响。 使用 ASP.NET Core 内置的数据注解和验证框架来强制执行 输入验证。
  • 数据净化 ：在处理数据前，对其进行净化至关重要，以防止注入攻击。 例如，若执行 SQL 命令，应使用参数化查询或 Entity Framework 来避免 SQL 注入。
  • 安全数据存储 ：在将敏感数据存入数据库前进行加密。 对于密码或个人身份信息等特别敏感的数据，建议采用列级加密。
  • 最小权限原则 ：在访问数据时遵循 最小权限原则 （ PoLP ）。 确保只有应用程序中需要访问特定数据的部分或用户才能够 获取相应数据。

以下是一个针对用户 输入模型进行数据验证的示例：

public class UserInputModel{    [Required]    [StringLength(100, MinimumLength = 5)]    public string Username { get; set; }    [Required]    [EmailAddress]    public string Email { get; set; }}

本示例使用数据注解来确保 用户名 和 电子邮件 字段在被应用程序处理前符合特定条件。 下一节我们将学习如何在 ASP.NET Core 中应用加密技术。

应用加密与安全编码技术

加密 是 保护数据的关键要素，能够使 数据在没有正确解密密钥的情况下无法被读取。 安全编码是指以防范漏洞的方式开发应用程序，其包含以下 关键要素：

  • 使用加密 ：实施加密算法以保护静态和传输中的数据。 对于敏感 信息，应采用强加密标准，例如 高级加密标准 （ AES ），且密钥长度至少为 256 位。
  • 安全会话管理 ：采用安全方法进行会话管理。 安全存储令牌并确保仅通过 安全通道 传输。
  • 代码审查与静态分析 ：定期执行代码审查并使用静态分析工具来识别和修复 安全漏洞。

以下是一个实现 AES 加密 的 C#示例：

public static string EncryptString(    string text, string keyString){    var key = Encoding.UTF8.GetBytes(keyString);    using (var aesAlg = Aes.Create())    {        using (var encryptor = aesAlg.CreateEncryptor(            key, aesAlg.IV))        {            using (var msEncrypt = new MemoryStream())            {                using (var csEncrypt = new CryptoStream(                    msEncrypt,                    encryptor,                    CryptoStreamMode.Write                ))                {                    using (var swEncrypt = new                        StreamWriter(csEncrypt))                    {                        swEncrypt.Write(text);                    }                }                var iv = aesAlg.IV;                var decryptedContent =                    msEncrypt.ToArray();                var result = new byte[iv.Length +                    decryptedContent.Length];                Buffer.BlockCopy(iv, 0, result, 0,                    iv.Length);                Buffer.BlockCopy(decryptedContent, 0,                    result, iv.Length,                    decryptedContent.Length);                return Convert.ToBase64String(result);            }        }    }}

所提供的 C# 代码实现 AES 加密涉及多个步骤，用于通过 AES（一种广泛认可且强大的对称加密算法）安全地加密字符串。 以下是 对 该过程的说明：

  1. 密钥与初始化向量(IV)初始化 ：加密密钥从字符串转换为字节数组。 AES 加密还使用 IV，该向量会自动生成以确保即使多次使用相同数据和密钥， 加密结果也是唯一的。
  2. AES 实例创建 ：创建 AES 加密服务提供程序的实例。 该实例管理加密过程的所有方面，包括 IV 的生成。
  3. 加密器创建 ：使用 AES 实例创建 加密器 对象。 该对象负责实际的加密过程，利用提供的密钥 和 IV。
  4. MemoryStream 与 CryptoStream 的设置 ： MemoryStream 类用于保存加密数据。 随后将 CryptoStream 类与此 MemoryStream 类关联。 该 CryptoStream 类通过加密层处理数据加密，并将数据写入 MemoryStream 类，该加密层由 加密器提供。
  5. 写入用于加密的数据：要加密的文本使用 StreamWriter 类写入 CryptoStream 类。在写入数据时，CryptoStream 类会在将其传递到 MemoryStream 类之前对其进行加密。
  6. 输出准备：加密过程完成后，从MemoryStream类中提取加密数据，并将其与IV合并成一个单字节数组。IV必须与加密数据一起存储，因为解密时需要它。 
  7. Base64 编码 ：最后一步是将字节数组（包含 IV 和加密数据）转换为 Base64 字符串。 采用这种编码是因为它能将二进制数据转换为字符串格式，便于存储或传输，特别是在可能无法很好处理二进制数据的环境中，例如 JSON 或 XML。

这种加密方法安全且适用于数据保密性至关重要的场景，确保在没有加密密钥和初始化向量(IV)的情况下无法读取数据。

下一节中，您将学习如何在 ASP.NET 中配置并强制实施 SSL。

在 ASP.NET Core 中配置并强制实施 SSL

SSL 及其后继者 TLS 是设计用于为计算机网络通信提供安全性的加密协议。 在 Web 应用程序的上下文中，SSL/TLS 加密能确保 Web 服务器与浏览器之间传输的数据保持私密性和完整性。 本节将指导您完成在 ASP.NET Core 中配置和强制实施 SSL 的过程，详细说明关键步骤及最佳实践。

SSL/TLS 对于保护您的应用程序免受各种安全威胁至关重要，包括数据泄露、窃听以及中间人 (MiTM)攻击。 通过对网络传输数据进行加密，SSL/TLS 能确保密码、信用卡号和个人信息等敏感数据实现安全交换 。

ASP.NET Core 支持自动使用 SSL/TLS 证书，并可配置为强制实施 HTTPS，将所有 HTTP 请求重定向到 HTTPS。 以下是设置方法：

  1. HTTPS 重定向中间件

    HTTPS 重定向中间件（ UseHttpsRedirection ）会自动将 HTTP 请求重定向到 HTTPS。 这是在应用程序中强制实施 SSL 最简单有效的方法之一。 以下是如何在 Program.cs 文件中配置它：

    var app = builder.Build();if (!app.Environment.IsDevelopment()){    app.UseHttpsRedirection();}

    此指令强制应用程序始终使用 HTTPS 协议，对 所有请求 强制执行重定向。

  2. HTTP 严格传输 安全 （ HSTS ）

    HSTS 是一种 HTTP 头部，用于告知浏览器仅通过 HTTPS 与您的服务器通信。 HSTS 有助于防范协议降级攻击和 cookie 劫持等攻击。 您可以通过以下方式在 Program.cs 中启用 HSTS :

    builder.Services.AddHsts(options =>{    options.Preload = true;    options.IncludeSubDomains = true;    // Adjust based on your requirements    options.MaxAge = TimeSpan.FromDays(365);});

注意

建议在确认您的站点能够通过 HTTPS 正常运行后，在生产环境中启用 HSTS 。

  1. SSL/TLS 证书配置

    要使 SSL/TLS 生效，您必须在服务器上安装有效的 SSL/TLS 证书。 该证书可从 证书颁发机构 （ CA ） 获取。ASP.NET Core 也可配置为在开发环境中使用自签名证书。 以下是配置 Kestrel 使用证书的方法：

        builder.Services.Configure(        options =>    {        options.ConfigureHttpsDefaults(httpsOptions =>            {                httpsOptions.ServerCertificate =                     LoadCertificate(); // Method to                                        // load your                                        // certificate                });            });

关于 SSL/TLS 配置的使用，有几项最佳实践 值得遵循：

  • 使用高强度证书 ：选择具有强签名和密钥交换机制的证书。 避免使用过时的协议，如 SSL 3.0 或 TLS 1.0。
  • 定期更新证书 ：密切关注证书到期日期，并在到期前续订，以避免 服务中断。
  • 使用安全的加密套件 ：配置您的服务器使用安全加密套件以增强 SSL/TLS 连接的安全性。
  • 监控与日志记录 ：定期监控您的 SSL/TLS 配置，并通过日志记录来检测潜在的 SSL/TLS 相关安全问题。

通过在 ASP.NET Core 应用中认真配置并强制实施 SSL/TLS 协议，您可以确保服务器与客户端之间传输的所有数据都经过加密保护，从而维护敏感信息的完整性和机密性，同时与 用户建立信任关系。

摘要

在本章中，我们深入探讨了 ASP.NET Core 中配置与安全的核心概念及实际应用。 通过掌握这些内容，您已获得有效管理应用程序设置和实施强健安全措施的关键技能。 我们首先全面解析了 ASP.NET Core 的配置系统，展示了如何利用多种配置提供程序，使应用程序无需修改代码即可在不同环境中无缝适配。 这种灵活性对于保持高性能和适应不同操作需求至关重要及环境变化。

随后我们转向讨论安全性的关键方面，重点介绍了身份验证和授权技术，以保护您的应用程序免受未经授权的访问。 通过实施包括基于 Cookie 和基于令牌方法在内的多种身份验证方案，您学会了如何有效保护用户会话和数据传输安全。 此外，我们还涵盖了安全数据处理实践，以及加密和安全编码技术的重要性，这些对于保护敏感数据免受 潜在泄露至关重要。

此外，本章详细介绍了在 ASP.NET Core 中配置和实施 SSL/TLS 的过程，确保通过网络传输的所有数据都经过加密且安全。 这一步骤对于防御各种网络安全威胁至关重要，并通过保护终端用户的个人及 敏感数据来建立信任。

掌握了这些技能后，您现在已充分准备好构建安全高效的 ASP.NET Core 应用程序，这些应用能够扩展并适应现代网络环境的需求。 这些能力不仅能提升应用程序的安全性和灵活性，还能让您有效应对 Web 开发中更高级的主题。

在下一章中，我们将通过探索 Blazor 这一构建交互式客户端网页用户界面 （UI）的前沿框架，进一步扩展这些基础技能。 进入 Blazor 领域后，您将了解如何在 ASP.NET Core 生态系统中构建强大且动态的用户界面。 通过将服务器端逻辑直接与客户端体验相集成，您将学会创建更具吸引力和响应性的应用程序。 这一转变将使您掌握无缝融合客户端与服务器端开发的工具，为应对现代网页开发挑战做好充分准备。

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