详解ASP.NET Core Web Api之JWT刷新Token

关于ASP.NET Core Web Api中的JWT刷新Token详解

随着互联网技术的高速发展，身份认证与授权成为了每个应用不可或缺的一部分。在基于JWT的身份认证体系中，刷新Token起到了至关重要的作用。今天，我们将深入这一话题，带您了解JWT刷新Token的工作原理及其在ASP.NET Core Web Api中的应用。

我们来理解一下JWT的本质。JWT是一种用于身份验证的令牌，它在用户成功验证身份后由身份认证服务器发放。用户凭借此令牌访问受保护的资源。如何设置JWT的过期时间成为了一个关键问题。

一些开发者会选择将JWT的过期时间设置得相对较长，从几个小时到一个月不等。这种做法存在安全隐患。一旦攻击者获取了令牌，他们可以在整个生命周期内冒充用户身份。为了解决这一问题，我们需要一个策略来安全地延长令牌的生命周期，这就是刷新令牌（Refresh Token）的作用所在。

刷新令牌是用于从身份认证服务器获取新的访问令牌的令牌。当原始访问令牌过期时，客户端可以使用刷新令牌获取新的访问令牌，而无需重新登录。这种方式既保证了用户体验，又提高了系统的安全性。一旦发现有异常访问行为，我们可以立即停用刷新令牌并限制用户的访问权限。

表一：JWT访问令牌与刷新令牌的交互过程

| 步骤 | 描述 |

| 1. | 用户登录成功，获得JWT访问令牌和刷新令牌 |

| 2. | 用户使用JWT访问令牌访问资源 |

| 3. | JWT访问令牌过期 |

| 4. | 客户端使用刷新令牌请求新的JWT访问令牌 |

| 5. | 身份认证服务器验证刷新令牌的有效性，并返回新的JWT访问令牌 |

表二：刷新令牌的存储和验证过程

| 步骤 | 描述 |

| 1. | 在用户登录时生成并存储刷新令牌 |

| 2. | 将刷新令牌存储在安全的存储介质中（如数据库或密钥管理服务） |

| 3. | 当客户端使用刷新令牌请求新的JWT访问令牌时，验证刷新令牌的有效性 |

| 4. | 如果验证通过，返回新的JWT访问令牌；否则，拒绝请求并限制用户访问权限 |

在实现过程中，我们需要考虑许多因素，如安全性、用户体验和性能等。建议根据具体的应用场景和需求来设计和实现刷新令牌的策略。欢迎各位开发者在评论区提出宝贵的建议和反馈，共同学习进步。关于访问令牌和刷新令牌的生命周期设置，需要根据系统要求的安全性来确定。访问令牌的生命周期不会太长，而获取新的访问令牌的频率则取决于实际应用的需求。例如，在某些应用中，访问令牌的过期时间可能设置为几分钟或几小时不等。合理设置和使用刷新令牌是确保系统安全和用户体验的关键所在。新建身份认证WebApi与客户端交互之旅

我们搭建了一个全新的身份认证WebApi，它的地址是`

在用户数据的存储上，我们选择了数据库中的表结构来实现管理用户信息和刷新令牌的功能。我们创建了两张表：一张是用户表（User），另一张是用户刷新令牌表（UserRefreshToken）。下面是具体的实现细节。

首先是User类定义，它代表了用户的基本信息，包括用户的ID、、用户名等。为了管理用户的刷新令牌，我们在User类中实现了一系列的方法，包括验证刷新token是否存在或过期、创建刷新Token以及移除刷新token等。这些方法提供了对用户刷新令牌的有效管理。我们也使用了私有字段对用户刷新令牌的列表进行了保护，确保它不会被外部直接访问。为了管理方便，我们还定义了一个属性来返回所有用户刷新令牌的列表。具体的实现细节如下：

对于UserRefreshToken类，它代表了用户的刷新令牌信息，包括令牌的ID、令牌内容、过期时间以及关联的用户ID等。我们还定义了一个Active属性来判断令牌是否处于活跃状态。通过判断当前时间与令牌的过期时间的大小关系来实现这个逻辑判断。通过定义UserRefreshToken类，我们能够更加高效地管理和追踪用户的刷新令牌状态。为了确保安全性，我们会定期检查和管理这些令牌的有效性，并及时更新或更换过期令牌。这样，我们的系统就能确保用户身份的安全性和有效性。通过新建的身份认证WebApi和客户端的交互流程以及数据库表结构的精心设计，我们能够为用户提供安全、高效的身份认证服务。在现代网络应用中，用户身份认证和管理是至关重要的一环。生成和验证访问令牌（Access Tokens）以及刷新令牌（Refresh Tokens）是保护用户数据、实现用户会话管理和安全访问的常见手段。接下来，我将以生动的语言、丰富的文体和流畅的表达方式，将您的技术需求转化为生动、易理解的文章。

一、生成访问令牌与刷新令牌

当用户在应用中点击登录时，身份认证服务器开始工作。成功的身份验证后，服务器会生成两个重要的令牌：访问令牌和刷新令牌。这一过程就像发放一张入场证和一张更新证。

访问令牌（Access Token）是用户访问应用资源的凭证，它包含了用户的身份信息和一些附加声明。在生成访问令牌时，我们会使用一个加密密钥和一些安全参数来创建一个JWT（JSON Web Token）。这个令牌包含了用户的身份信息和一些其他数据，比如用户的用户名、电子邮件地址和用户ID等。一旦用户成功登录，这个令牌就会被返回给用户，供后续请求时使用。

刷新令牌（Refresh Token）则是一张“更新证”，它用于在访问令牌过期后重新获取新的访问令牌。通常，刷新令牌是一个随机生成的字符串，存储在本地，用于在用户下一次访问时重新验证身份。由于它的重要性，刷新令牌的生成通常会更加复杂和安全，以防止被恶意用户窃取。

二、存储和管理令牌

用户获得这两个令牌后，需要将它们安全地存储起来。通常的做法是将它们存储在浏览器的localStorage中，以便在用户再次访问应用时能够快速地获取和使用它们。这个过程就像是用户将入场证和更新证放在自己的钱包里，方便以后使用。

三、使用访问令牌调用接口

一旦用户获得了访问令牌，就可以在后续的请求中使用它。在用户发起请求时，需要将访问令牌添加到HTTP请求头的Authorization字段中。服务器会验证令牌的合法性，确认用户的身份，然后处理请求。这个过程就像是用户在使用入场证来验证自己的身份，从而进入特定的区域或功能。在您的例子中，“模拟登录获取当前时间”的请求就是通过这种方式实现的。

四、未来的工作：刷新令牌的使用和管理

虽然目前我们只返回了刷新令牌并存储在了本地localStorage中，但我们还没有在实际中使用它。刷新令牌的主要作用是用于在访问令牌过期后重新获取新的访问令牌。当访问令牌即将过期或已经过期时，应用可以使用刷新令牌向服务器发起请求，获取新的访问令牌。这样，即使用户的访问令牌过期，他们仍然可以继续使用应用，而不会中断会话。这是一个重要的安全措施，确保用户在长时间使用应用时不会因令牌过期而被迫重新登录。

通过生成和验证访问令牌和刷新令牌，我们可以实现用户身份的安全管理和会话的持久性。这个过程既保证了数据的安全性，又提高了用户体验的便利性。当我们谈论访问令牌过期时，实际上我们在讨论一种安全机制，它涉及到访问令牌和刷新令牌的使用。访问令牌是我们访问资源的重要凭证，一旦过期，我们就需要重新获取。那么，我们如何知道令牌已经过期了呢？并且，为什么我们要使用旧的访问令牌来获取新的访问令牌，难道不可以直接用刷新令牌吗？这些问题都很棒，因为它们激发了我们深入的欲望。

在客户端的JWT中间件中，我们可以设置一个特殊的事件来捕捉访问令牌过期的信号。这个过程在JWT中间件的配置中已经详细阐述过（此处不再赘述）。具体实现如下：

创建一个新的JwtBearerEvents对象，设置一个事件处理器来处理身份验证失败的情况：

```csharp

options.Events = new JwtBearerEvents

{

OnAuthenticationFailed = context =>

{

if (context.Exception.GetType() == typeof(SecurityTokenExpiredException))

{

context.Response.Headers.Add("act", "expired"); // 添加自定义响应头以标识令牌已过期

}

return TaskpletedTask;

}

};

```

仅仅依靠HTTP 401状态码可能无法准确判断访问令牌是否过期，因此我们添加了一个自定义响应头来明确标识这个问题。当我们在客户端发出请求时，可以通过Ajax的error回调函数来捕捉这个响应头。具体的实现方式如下：

```javascript

error: function(xhr) {

if (xhr.status === 401 && xhr.getResponseHeader('act') === 'expired') {

// 访问令牌已过期

// 这里可以发送请求获取刷新令牌并获取新的访问令牌

}

}

```

至此，我们已经可以准确地捕捉到访问令牌过期的信号。接下来，我们需要获取刷新令牌并重新获取新的访问令牌。直接使用刷新令牌获取新令牌确实是一种可行的方式，但为了增强系统的安全性，我们通常还会使用旧的访问令牌进行验证。这样不仅可以确保只有持有有效刷新令牌的实体才能获取新的访问令牌，还可以防止刷新令牌被恶意实体滥用。这是一个安全策略的选择，旨在保护我们的系统和数据不受未经授权的访问。接下来，我们将通过Ajax请求获取刷新令牌。这个过程涉及到一个函数的调用，这个函数在我们点击“调用客户端获取当前时间”按钮的Ajax请求的error方法中会被触发。当访问令牌过期时，我们将使用获取刷新令牌的方法，以获取新的令牌并继续当前请求。

在前端，我们定义了一个名为`GetRefreshToken`的函数，它会将旧的访问令牌和刷新令牌作为参数，通过Ajax POST请求发送到后端接口。函数内部首先构建一个包含当前访问令牌和刷新令牌的模型，然后使用jQuery的ajax方法发送请求。请求的类型是POST，数据的格式是JSON。

在后端，我们有一个名为`RefreshToken`的接口，它接收一个包含访问令牌和刷新令牌的请求对象作为参数。通过访问令牌获取用户信息，验证刷新令牌是否有效。如果验证通过，将生成新的刷新令牌，并更新用户信息。然后，创建一个新的访问令牌，并将其与新的刷新令牌一起返回给前端。

让我们详细看一下这个过程：

一、前端发送Ajax请求获取刷新令牌

在前端代码中，`GetRefreshToken`函数会创建一个包含当前访问令牌和刷新令牌的模型，并通过Ajax POST请求发送到后端接口。这个接口的URL是`

二、后端处理刷新令牌的请求

在后端代码中，`RefreshToken`接口会接收一个包含访问令牌和刷新令牌的请求对象。通过访问令牌获取用户信息，并验证刷新令牌是否有效。如果验证通过，将生成新的刷新令牌，并更新用户信息。然后，创建一个新的访问令牌，并将其与新的刷新令牌一起返回给前端。这个过程中涉及到数据库的操作，包括查询用户信息、更新刷新令牌等。如果在操作过程中出现异常，将会抛出异常。

这个过程是一个典型的OAuth 2.0刷新令牌的流程。当访问令牌过期时，使用刷新令牌获取新的访问令牌，以继续对资源的访问。这个过程保证了系统的安全性，同时也保证了用户对资源的持续访问。当客户端访问令牌过期的那一刻，为了保证服务的连续性，我们需要通过刷新令牌来获取新的访问令牌，以继续之前的请求。关于JWT实现刷新令牌的过程，现在已经介绍完毕。个人建议，可以将刷新令牌存储到数据库或Redis中，根据实际情况选择适合的方式。如果刷新令牌的验证无效，可以将访问者添加到黑名单中，这只是一个简单的操作。

在此，再为大家分享一个深入的话题——EntityFramework Core中的Back Fields。在观看视频或阅读技术博客时，一定要动手验证所学习的内容。关于Back Fields，它的命名是有约定的。在我之前的演示中，我是按照约定来命名的，所以请大家一定要遵循这个约定，避免自行命名导致的异常。

接下来，让我们回顾一下刷新令牌的Back Fields配置。我们定义了一个私有的只读列表`_refreshTokens`，用于存储`UserRefreshToken`对象。然后，我们通过公共属性`UserRefreshTokens`来访问这个列表。这个属性的定义使用了箭头函数语法，使得代码更加简洁和易读。

如果我们改变Back Fields的配置，会有什么结果呢？比如，我们将`_refreshTokens`改为`_userRefreshTokens`，并相应地修改公共属性的定义。这样的改变是否会影响刷新令牌的功能和使用呢？实际上，这种命名上的变化并不会影响Back Fields的本质功能。无论我们如何命名这些字段，只要遵循了正确的命名约定和语法规则，Back Fields都能正常工作。

为了避免潜在的问题和混淆，建议大家在开发过程中保持一致性和规范性。遵循命名约定和最佳实践，可以使代码更加易于阅读、理解和维护。也要不断学习和新的技术知识，以便更好地应对各种开发场景和需求。关于代码与Back Fields的

在我们的项目中，处理用户刷新令牌时遇到了几个关键问题。为了确保系统流畅运行并解决性能问题，我们针对这些挑战提出了一些改进方案。让我们深入这些背后的原理和背后的故事。

我们来了解一下私有成员变量`_userRefreshTokens`和它的公共属性`UserRefreshTokens`。这是存储用户刷新令牌的关键结构。在模型创建时，我们需要明确这些成员的访问模式，以确保数据的一致性和安全性。

在模型创建阶段，通过`OnModelCreating`方法，我们显式配置了`User`实体的刷新令牌导航属性。这是为了确保我们可以正确地访问和操作刷新令牌信息。我们将其属性访问模式设置为`Field`，这是为了允许直接访问字段的底层数据，从而提高性能。这也解决了获取不到刷新令牌导航属性的问题。但在进行这些操作时，我们遇到了一个常见的错误情境。

当我们尝试移除旧的刷新令牌并添加新的刷新令牌时，可能会遇到异常。在这个过程中，我们注意到用户ID是有值的。这是因为刷新令牌是与特定用户关联的，当我们创建或更新刷新令牌时，我们需要保留用户ID以确保系统的正确运行。如果我们在处理刷新令牌时没有正确地处理用户ID，可能会导致系统混淆或错误。在移除旧令牌和添加新令牌时，我们必须确保正确地设置和更新用户ID。这不仅是确保数据一致性的关键步骤，也是避免系统错误的重要措施。同时我们也要保证代码的安全性和健壮性，避免潜在的风险和漏洞。

关于性能优化方面，除了上述提到的将字段进行ToList()或配置为Back Fields以外，还有其他一些策略可以考虑。例如，我们可以使用缓存机制来存储常用的刷新令牌信息，以减少数据库查询的次数和提高系统的响应速度。优化数据结构和算法也是提高性能的关键措施。我们可以选择更适合项目需求的数据结构和算法来减少计算资源和内存的使用，从而提高系统的整体性能。最后我们也可以采用异步编程和并发处理来提高系统的并发能力和响应速度满足用户的需求提升用户体验和数据的安全稳定。总的来说在解决这些问题的过程中我们需要综合考虑各种因素包括代码的可读性可维护性和性能等以确保我们的系统能够高效稳定地运行并满足用户的需求。ASP.NET Core Web API中的JWT刷新令牌机制：问题与解决方案

在ASP.NET Core Web API中，JWT（JSON Web Tokens）作为一种开放标准（RFC 7519）定义了如何安全地在各方之间传输信息作为JSON对象的方式。在实际应用中，由于JWT具有有效期限制，当令牌过期时，我们需要实现一种机制来刷新这些令牌以保证用户能够继续访问资源。在此过程中，我们遇到了一个关键问题：如何通过移除旧的刷新令牌来更新JWT。

一、问题的提出

我们的目标是实现移除刷新令牌的功能。我们通过查询将导航属性映射到"_userRefreshTokens"字段中，这些字段被上下文追踪。我们尝试通过查询存在的刷新令牌并从跟踪的刷新令牌中移除它们。我们遇到了问题：在尝试移除刷新令牌时，似乎必须需要主键才能删除旧的刷新令牌。

二、尝试的解决方案

为了解决这个问题，我们修改了移除刷新令牌的方法，通过查询Token相等的刷新令牌来获取其Id，然后创建一个新的UserRefreshToken对象并设置其Id来尝试删除旧令牌。这个方法并未抛出异常，也没有删除旧的刷新令牌。创建一个新的刷新令牌后，旧的刷新令牌依然存在于系统中。

三.问题的深入

至今尚未找到问题的根源。我们使用的版本是2.2，我们怀疑是否无法通过Back Fields来移除对象。这个问题待解决。在EF Core中，Back Fields是一种在实体类中声明额外的字段来存储导航属性的方式，这些字段在数据库中没有对应的列。我们尝试使用这种方法来移除刷新令牌，但似乎并未成功。我们需要进一步调查为何新的刷新令牌无法替换旧的刷新令牌。可能涉及到数据库的事务处理、EF Core的跟踪机制或者我们的代码逻辑存在问题等。我们需要更深入地研究这个问题并找到解决方案。

四、结语与展望

尽管我们在JWT刷新令牌的实践中遇到了一些挑战，但我们已经学习了如何实现JWT刷新令牌以及EF Core中的Back Fields等相关知识。在此，我们感谢大家的阅读和支持。在接下来的文章中，我们将进入Docker小白系列的学习与分享，期待与大家共同进步。我们也希望广大读者能够持续关注我们的博客，一起和解决更多的问题。对于本篇文章中关于ASP.NET Core Web Api JWT刷新Token的问题，我们将继续深入研究并寻求解决方案。希望在未来我们能够找到解决这个问题的答案，让我们的应用更加稳定和安全。