ASP.NET MVC：窗体身份验证及角色权限管理示例

前言
　　本来使用Forms Authentication进行用户验证的方式是最常见的，但系统地阐明其方法的文章并不多见，网上更多的文章都是介绍其中某一部分的使用方法或实现原理，而更多的朋友则发文询问如何从头到尾完整第实现用户的注册、登录。因此，Anders Liu在这一系列文章中计划通过一个实际的例子，介绍如何基于Forms Authentication实现：
l 用户注册（包括密码的加密存储）
l 用户登录（包括密码的验证、设置安全Cookie）
l 用户实体替换（使用自己的类型作为HttpContext.User的类型）
　　有关Forms Authentication的原理等内容不属于本文的讨论范畴，大家可以通过在Google等搜索引擎中输入“Forms Authentication”、“Forms身份验证”、“窗体身份验证”等关键词来查看更多资源。本文仅从实用的角度介绍如何使用这一技术。

不使用Membership
　　本文介绍的实现方式不依赖ASP.NET 2.0提供的Membership功能。这主要是因为，如果使用Membership，就必须用aspnet_regsql.exe实用工具配置数据库，否则就得自己写自定义的MembershipProvider。
　　如果用aspnet_regsql.exe配置数据库，就会导致数据库中出现很多我们实际并不需要的表或字段。此外更重要的是，默认的SqlMembershipProvider给很多数据表添加了ApplicationID列，其初衷可能是希望可以将多个应用程序的用户全部放在一个库里，但又能彼此隔离。但实际情况是，每个应用程序都在其自身的数据库中保存用户数据。因此，引入这个ApplicationID无端地在每次查找用户时增加了额外的条件。
　　另一方面，如果考虑自己实现一个MembershipProvider，因为工作量巨大，有点得不偿失。
　　但是，如果不使用Membership，也就无法享受ASP.NET 2.0中新增的Login等控件的便利了。

与Forms Authentication相关的配置
　　在web.config文件中，<system.web>/<authentication>配置节用于对验证进行配置。为<authentication>节点提供mode="Forms"属性可以启用Forms Authentication。一个典型的<authentication>配置节如下所示：

<authentication mode="Forms">
<forms
name=".ASPXAUTH"
loginUrl="login.aspx"
defaultUrl="default.aspx"
protection="All"
timeout="30"
path="/"
requireSSL="false"
slidingExpiration="false"
enableCrossAppRedirects="false"
cookieless="UseDeviceProfile"
domain=""
/>
</authentication>

　　以上代码使用的均是默认设置，换言之，如果你的哪项配置属性与上述代码一致，则可以省略该属性例如<forms name="MyAppAuth" />。下面依次介绍一下各种属性：
l name——Cookie的名字。Forms Authentication可能会在验证后将用户凭证放在Cookie中，name属性决定了该Cookie的名字。通过FormsAuthentication.FormsCookieName属性可以得到该配置值（稍后介绍FromsAuthentication类）。
l loginUrl——登录页的URL。通过FormsAuthentication.LoginUrl属性可以得到该配置值。当调用FormsAuthentication.RedirectToLoginPage()方法时，客户端请求将被重定向到该属性所指定的页面。loginUrl的默认值为“login.aspx”，这表明即便不提供该属性值，ASP.NET也会尝试到站点根目录下寻找名为login.aspx的页面。
l defaultUrl——默认页的URL。通过FormsAuthentication.DefaultUrl属性得到该配置值。
l protection——Cookie的保护模式，可取值包括All（同时进行加密和数据验证）、Encryption（仅加密）、Validation（仅进行数据验证）和None。为了安全，该属性通常从不设置为None。
l timeout——Cookie的过期时间。
l path——Cookie的路径。可以通过FormsAuthentication.FormsCookiePath属性得到该配置值。
l requireSSL——在进行Forms Authentication时，与服务器交互是否要求使用SSL。可以通过FormsAuthentication.RequireSSL属性得到该配置值。
l slidingExpiration——是否启用“弹性过期时间”，如果该属性设置为false，从首次验证之后过timeout时间后Cookie即过期；如果该属性为true，则从上次请求该开始过timeout时间才过期，这意味着，在首次验证后，如果保证每timeout时间内至少发送一个请求，则Cookie将永远不会过期。通过FormsAuthentication.SlidingExpiration属性可以得到该配置值。
l enableCrossAppRedirects——是否可以将以进行了身份验证的用户重定向到其他应用程序中。通过FormsAuthentication.EnableCrossAppRedirects属性可以得到该配置值。为了安全考虑，通常总是将该属性设置为false。
l cookieless——定义是否使用Cookie以及Cookie的行为。Forms Authentication可以采用两种方式在会话中保存用户凭据信息，一种是使用Cookie，即将用户凭据记录到Cookie中，每次发送请求时浏览器都会将该Cookie提供给服务器。另一种方式是使用URI，即将用户凭据当作URL中额外的查询字符串传递给服务器。该属性有四种取值——UseCookies（无论何时都使用Cookie）、UseUri（从不使用Cookie，仅使用URI）、AutoDetect（检测设备和浏览器，只有当设备支持Cookie并且在浏览器中启用了Cookie时才使用Cookie）和UseDeviceProfile（只检测设备，只要设备支持Cookie不管浏览器是否支持，都是用Cookie）。通过FormsAuthentication.CookieMode属性可以得到该配置值。通过FormsAuthentication.CookiesSupported属性可以得到对于当前请求是否使用Cookie传递用户凭证。
l domain——Cookie的域。通过FormsAuthentication.CookieDomain属性可以得到该配置值。
　　以上针对<system.web>/<authentication>/<forms>节点的介绍非常简略，基本上是Anders Liu个人对于文档进行的额外说明。有关<forms>节点的更多说明，请参见MSDN文档（http://msdn2.microsoft.com/zh-cn/library/1d3t3c61(VS.85).aspx）。

FormsAuthentication类
　　FormsAuthentication类用于辅助我们完成窗体验证，并进一步完成用户登录等功能。该类位于system.web.dll程序集的System.Web.Security命名空间中。通常在Web站点项目中可以直接使用这个类，如果是在类库项目中使用这个类，请确保引用了system.web.dll。
　　前一节已经介绍了FormsAuthentication类的所有属性。这一节将介绍该类少数几个常用的方法。
　　RedirectToLoginPage方法用于从任何页面重定向到登录页，该方法有两种重载方式：

public static void RedirectToLoginPage ()
public static void RedirectToLoginPage (string extraQueryString)

　　两种方式均会使浏览器重定向到登录页（登录页的URL由<forms>节点的loginUrl属性指出）。第二种重载方式还能够提供额外的查询字符串。
　　RedirectToLoginPage通常在任何非登录页的页面中调用。该方法除了进行重定向之外，还会向URL中附加一个ReturnUrl参数，该参数即为调用该方法时所在的页面的URL地址。这是为了方便登录后能够自动回到登录前所在的页面。
　　RedirectFromLoginPage方法用于从登录页跳转回登录前页面。这个“登录前”页面即由访问登录页时提供的ReturnUrl参数指定。如果没有提供ReturnUrl参数（例如，不是使用RedirectToLoginPage方法而是用其他手段重定向到或直接访问登录页时），则该方法会自动跳转到由<forms>节点的defaultUrl属性所指定的默认页。
　　此外，如果<forms>节点的enableCrossAppRedirects属性被设置为false，ReturnUrl参数所指定的路径必须是当前Web应用程序中的路径，否则（如提供其他站点下的路径）也将返回到默认页。
　　RedirectFromLoginPage方法有两种重载形式：

public static void RedirectFromLoginPage (string userName, bool createPersistentCookie)
public static void RedirectFromLoginPage (string userName, bool createPersistentCookie, string strCookiePath)

　　userName参数表示用户的标识（如用户名、用户ID等）；createPersistentCookie参数表示是否“记住我”；strCookiePath参数表示Cookie路径。
　　RedirectFromLoginPage方法除了完成重定向之外，还会将经过加密（是否加密取决于<forms>节点的protection属性）的用户凭据存放到Cookie或Uri中。在后续访问中，只要Cookie没有过期，则将可以通过HttpContext.User.Identity.Name属性得到这里传入的userName属性。
　　此外，FormsAuthentication还有一个SignOut方法，用于完成用户注销。其原理是从Cookie或Uri中移除用户凭据。

　　好了，至此所需要掌握的基础知识就齐备了，接下来我们将实现用户注册、登录等功能:

ASP.NET MVC 建立 ASP.NET 基础之上，很多 ASP.NET 的特性（如窗体身份验证、成员资格）在 MVC 中可以直接使用。本文旨在提供可参考的代码，不会涉及这方面太多理论的知识。
本文仅使用 ASP.NET 的窗体身份验证，不会使用它的 成员资格（Membership） 和 角色管理 （RoleManager），原因有二：一是不灵活，二是和 MVC 关系不太。

一、示例项目

User.cs 是模型文件，其中包含了 User 类：

public class User
{
public int ID { get; set; }
public string Name { get; set; }
public string Password { get; set; }
public string[] Roles { get; set;  }
}

UserRepository 为数据存取类，为了演示方便，并没有连接数据库，而是使用一个数组来作为数据源：

public class UserRepository
{
private static User[] usersForTest = new[]{
new User{ ID = 1, Name = "bob", Password = "bob", Roles = new []{"employee"}},
new User{ ID = 2, Name = "tom", Password = "tom", Roles = new []{"manager"}},
new User{ ID = 3, Name = "admin", Password = "admin", Roles = new[]{"admin"}},
};

public bool ValidateUser(string userName, string password)
{
return usersForTest
.Any(u => u.Name == userName && u.Password == password);
}

public string[] GetRoles(string userName)
{
return usersForTest
.Where(u => u.Name == userName)
.Select(u => u.Roles)
.FirstOrDefault();
}

public User GetByNameAndPassword(string name, string password)
{
return usersForTest
.FirstOrDefault(u => u.Name == name && u.Password == password);
}
}

二、用户登录及身份验证

方式一

修改 AccountController：原有 AccountController 为了实现控制反转，对窗体身份验证进行了抽象。为了演示方便，我去除了这部分（以及注册及修改密码部分）：

public class AccountController : Controller
{
private UserRepository repository = new UserRepository();

public ActionResult LogOn()
{
return View();
}

[HttpPost]
public ActionResult LogOn(LogOnModel model, string returnUrl)
{
if (ModelState.IsValid)
{
if (repository.ValidateUser(model.UserName, model.Password))
{
FormsAuthentication.SetAuthCookie(model.UserName, model.RememberMe);
if (!String.IsNullOrEmpty(returnUrl)) return Redirect(returnUrl);
else return RedirectToAction("Index", "Home");
}
else
ModelState.AddModelError("", "用户名或密码不正确！");
}
return View(model);
}

public ActionResult LogOff()
{
FormsAuthentication.SignOut();
return RedirectToAction("Index", "Home");
}
}

修改 Global.asax：

public class MvcApplication : System.Web.HttpApplication
{
public MvcApplication()
{
AuthorizeRequest += new EventHandler(MvcApplication_AuthorizeRequest);
}

void MvcApplication_AuthorizeRequest(object sender, EventArgs e)
{
IIdentity id = Context.User.Identity;
if (id.IsAuthenticated)
{
var roles = new UserRepository().GetRoles(id.Name);
Context.User = new GenericPrincipal(id, roles);
}
}
//...
}

给 MvcApplication 增加构造函数，在其中增加 AuthorizeRequest 事件的处理函数。
代码下载：Mvc-FormsAuthentication-RolesAuthorization-1.rar (243KB)

方式二

此方式将用户的角色保存至用户 Cookie，使用到了 FormsAuthenticationTicket。
修改 AccountController：

public class AccountController : Controller
{
private UserRepository repository = new UserRepository();

public ActionResult LogOn()
{
return View();
}

[HttpPost]
public ActionResult LogOn(LogOnModel model, string returnUrl)
{
if (ModelState.IsValid)
{
User user = repository.GetByNameAndPassword(model.UserName, model.Password);
if (user != null)
{
FormsAuthenticationTicket ticket = new FormsAuthenticationTicket(
1,
user.Name,
DateTime.Now,
DateTime.Now.Add(FormsAuthentication.Timeout),
model.RememberMe,
user.Roles.Aggregate((i,j)=>i+","+j)
);
HttpCookie cookie = new HttpCookie(
FormsAuthentication.FormsCookieName,
FormsAuthentication.Encrypt(ticket));
Response.Cookies.Add(cookie);

if (!String.IsNullOrEmpty(returnUrl)) return Redirect(returnUrl);
else return RedirectToAction("Index", "Home");
}
else
ModelState.AddModelError("", "用户名或密码不正确！");
}
return View(model);
}

public ActionResult LogOff()
{
FormsAuthentication.SignOut();
return RedirectToAction("Index", "Home");
}
}

修改 Global.asax：

public class MvcApplication : System.Web.HttpApplication
{
public MvcApplication()
{
AuthorizeRequest += new EventHandler(MvcApplication_AuthorizeRequest);
}

void MvcApplication_AuthorizeRequest(object sender, EventArgs e)
{
var id = Context.User.Identity as FormsIdentity;
if (id != null && id.IsAuthenticated)
{
var roles = id.Ticket.UserData.Split(',');
Context.User = new GenericPrincipal(id, roles);
}
}
//...
}

代码下载：Mvc-FormsAuthentication-RolesAuthorization-2.rar (244KB)

三、角色权限

使用任一种方式后，我们就可以在 Controller 中使用 AuthorizeAttribute 实现基于角色的权限管理了：

[Authorize(Roles = "employee,manager")]
public ActionResult Index1()
{
return View();
}
[Authorize(Roles = "manager")]
public ActionResult Index2()
{
return View();
}
[Authorize(Users="admin", Roles = "admin")]
public ActionResult Index3()
{
return View();
}

四、简要说明

MVC 使用 HttpContext.User 属性进行来进行实现身份验证及角色管理，同样 AuthorizeAttribute 也根据 HttpContext.User 进行角色权限验证。
因些不要在用户登录后，将相关用户信息保存在 Session 中（网上经常看到这种做法），将用户保存在 Session 中是一种非常不好的做法。
也不要在 Action 中进行角色权限判断，应该使用 AuthorizeAttribute 或它的子类，以下的方式都是错误的：

public ActionResult Action1()
{
if (Session["User"] == null) { /**/}
/**/
}
public ActionResult Action2()
{
if (User.Identity == null) { /**/}
if (User.Identity.IsAuthenticated == false) { /**/}
if (User.IsInRole("admin") == false) { /**/}
/**/
}

若本文中有错误或不妥之处，敬请指正，谢谢！

已下为项目中用到的代码：

身份验证
后台：DateTime expiredTime = DateTime.Now.AddMonths(1);
string ssoData = userName + "," + saveLogin.ToString();

FormsAuthenticationTicket ticket = new FormsAuthenticationTicket(1, userName,
DateTime.Now,
expiredTime,
saveLogin,
ssoData,
FormsAuthentication.FormsCookiePath);

string authTicket = FormsAuthentication.Encrypt(ticket);
HttpCookie lcookie = new HttpCookie(FormsAuthentication.FormsCookieName, authTicket);
lcookie.Expires = DateTime.Now.AddMonths(1);//勾选自动登录时

Response.Cookies.Add(lcookie);

前台if (!User.Identity.IsAuthenticated)

退出登录：
public ActionResult LogOff()
{
FormsAuthentication.SignOut();
return Redirect(FormsAuthentication.LoginUrl);//<system.web>后添加<authentication mode="Forms"><forms loginUrl="~/Portal" timeout="2880" name=".DASHBOARDNETAUTH"></forms></authentication>
}

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