ASP.NET Cookie是怎么生成的(推荐)

2023-08-02 14:44:04 168

可能有人知道Cookie的生成由machineKey有关，machineKey用于决定Cookie生成的算法和密钥，并如果使用多台服务器做负载均衡时，必须指定一致的machineKey用于解密，那么这个过程到底是怎样的呢？

如果需要在.NETCore中使用ASP.NETCookie，本文将提到的内容也将是一些必经之路。

抽丝剥茧，一步一步分析
首先用户通过AccountController->Login进行登录：

//
//POST:/Account/Login
publicasyncTaskLogin(LoginViewModelmodel,stringreturnUrl)
{
if(!ModelState.IsValid)
{
returnView(model);
}

varresult=awaitSignInManager.PasswordSignInAsync(model.Email,model.Password,model.RememberMe,shouldLockout:false);
switch(result)
{
caseSignInStatus.Success:
returnRedirectToLocal(returnUrl);
//......省略其它代码
}
}

它调用了SignInManager的PasswordSignInAsync方法，该方法代码如下（有删减）：

publicvirtualasyncTaskPasswordSignInAsync(stringuserName,stringpassword,boolisPersistent,boolshouldLockout)
{
//...省略其它代码
if(awaitUserManager.CheckPasswordAsync(user,password).WithCurrentCulture())
{
if(!awaitIsTwoFactorEnabled(user))
{
awaitUserManager.ResetAccessFailedCountAsync(user.Id).WithCurrentCulture();
}
returnawaitSignInOrTwoFactor(user,isPersistent).WithCurrentCulture();
}
//...省略其它代码
returnSignInStatus.Failure;
}

想浏览原始代码，可参见官方的Github链接：

https://github.com/aspnet/AspNetIdentity/blob/master/src/Microsoft.AspNet.Identity.Owin/SignInManager.cs#L235-L276

可见它先需要验证密码，密码验证正确后，它调用了SignInOrTwoFactor方法，该方法代码如下：

privateasyncTaskSignInOrTwoFactor(TUseruser,boolisPersistent)
{
varid=Convert.ToString(user.Id);
if(awaitIsTwoFactorEnabled(user)&&!awaitAuthenticationManager.TwoFactorBrowserRememberedAsync(id).WithCurrentCulture())
{
varidentity=newClaimsIdentity(DefaultAuthenticationTypes.TwoFactorCookie);
identity.AddClaim(newClaim(ClaimTypes.NameIdentifier,id));
AuthenticationManager.SignIn(identity);
returnSignInStatus.RequiresVerification;
}
awaitSignInAsync(user,isPersistent,false).WithCurrentCulture();
returnSignInStatus.Success;
}

该代码只是判断了是否需要做双重验证，在需要双重验证的情况下，它调用了AuthenticationManager的SignIn方法；否则调用SignInAsync方法。SignInAsync的源代码如下：

publicvirtualasyncTaskSignInAsync(TUseruser,boolisPersistent,boolrememberBrowser)
{
varuserIdentity=awaitCreateUserIdentityAsync(user).WithCurrentCulture();
//Clearanypartialcookiesfromexternalortwofactorpartialsignins
AuthenticationManager.SignOut(DefaultAuthenticationTypes.ExternalCookie,DefaultAuthenticationTypes.TwoFactorCookie);
if(rememberBrowser)
{
varrememberBrowserIdentity=AuthenticationManager.CreateTwoFactorRememberBrowserIdentity(ConvertIdToString(user.Id));
AuthenticationManager.SignIn(newAuthenticationProperties{IsPersistent=isPersistent},userIdentity,rememberBrowserIdentity);
}
else
{
AuthenticationManager.SignIn(newAuthenticationProperties{IsPersistent=isPersistent},userIdentity);
}
}

可见，最终所有的代码都是调用了AuthenticationManager.SignIn方法，所以该方法是创建Cookie的关键。

AuthenticationManager的实现定义在Microsoft.Owin中，因此无法在ASP.NETIdentity中找到其源代码，因此我们打开Microsoft.Owin的源代码继续跟踪（有删减）：

publicvoidSignIn(AuthenticationPropertiesproperties,paramsClaimsIdentity[]identities)
{
AuthenticationResponseRevokepriorRevoke=AuthenticationResponseRevoke;
if(priorRevoke!=null)
{
//...省略不相关代码
AuthenticationResponseRevoke=newAuthenticationResponseRevoke(filteredSignOuts);
}

AuthenticationResponseGrantpriorGrant=AuthenticationResponseGrant;
if(priorGrant==null)
{
AuthenticationResponseGrant=newAuthenticationResponseGrant(newClaimsPrincipal(identities),properties);
}
else
{
//...省略不相关代码

AuthenticationResponseGrant=newAuthenticationResponseGrant(newClaimsPrincipal(mergedIdentities),priorGrant.Properties);
}
}

AuthenticationManager的Github链接如下：https://github.com/aspnet/AspNetKatana/blob/c33569969e79afd9fb4ec2d6bdff877e376821b2/src/Microsoft.Owin/Security/AuthenticationManager.cs

可见它用到了AuthenticationResponseGrant，继续跟踪可以看到它实际是一个属性：

publicAuthenticationResponseGrantAuthenticationResponseGrant
{
//省略get
set
{
if(value==null)
{
SignInEntry=null;
}
else
{
SignInEntry=Tuple.Create((IPrincipal)value.Principal,value.Properties.Dictionary);
}
}
}

发现它其实是设置了SignInEntry，继续追踪：

publicTuple>SignInEntry
{
get{return_context.Get>>(OwinConstants.Security.SignIn);}
set{_context.Set(OwinConstants.Security.SignIn,value);}
}

其中，_context的类型为IOwinContext，OwinConstants.Security.SignIn的常量值为"security.SignIn"。

跟踪完毕……

啥？跟踪这么久，居然跟丢啦！？
当然没有！但接下来就需要一定的技巧了。

原来，ASP.NET是一种中间件（Middleware）模型，在这个例子中，它会先处理MVC中间件，该中间件处理流程到设置AuthenticationResponseGrant/SignInEntry为止。但接下来会继续执行CookieAuthentication中间件，该中间件的核心代码在aspnet/AspNetKatana仓库中可以看到，关键类是CookieAuthenticationHandler，核心代码如下：

protectedoverrideasyncTaskApplyResponseGrantAsync()
{
AuthenticationResponseGrantsignin=Helper.LookupSignIn(Options.AuthenticationType);
//...省略部分代码

if(shouldSignin)
{
varsignInContext=newCookieResponseSignInContext(
Context,
Options,
Options.AuthenticationType,
signin.Identity,
signin.Properties,
cookieOptions);

//...省略部分代码

model=newAuthenticationTicket(signInContext.Identity,signInContext.Properties);
//...省略部分代码

stringcookieValue=Options.TicketDataFormat.Protect(model);

Options.CookieManager.AppendResponseCookie(
Context,
Options.CookieName,
cookieValue,
signInContext.CookieOptions);
}
//...又省略部分代码
}

这个原始函数有超过200行代码，这里我省略了较多，但保留了关键、核心部分，想查阅原始代码可以移步Github链接：https://github.com/aspnet/AspNetKatana/blob/0fc4611e8b04b73f4e6bd68263e3f90e1adfa447/src/Microsoft.Owin.Security.Cookies/CookieAuthenticationHandler.cs#L130-L313

这里挑几点最重要的讲。

与MVC建立关系

建立关系的核心代码就是第一行，它从上文中提到的位置取回了AuthenticationResponseGrant，该Grant保存了Claims、AuthenticationTicket等Cookie重要组成部分：

AuthenticationResponseGrantsignin=Helper.LookupSignIn(Options.AuthenticationType);
继续查阅LookupSignIn源代码，可看到，它就是从上文中的AuthenticationManager中取回了AuthenticationResponseGrant（有删减）：

publicAuthenticationResponseGrantLookupSignIn(stringauthenticationType)
{
//...
AuthenticationResponseGrantgrant=_context.Authentication.AuthenticationResponseGrant;
//...

foreach(varclaimsIdentityingrant.Principal.Identities)
{
if(string.Equals(authenticationType,claimsIdentity.AuthenticationType,StringComparison.Ordinal))
{
returnnewAuthenticationResponseGrant(claimsIdentity,grant.Properties??newAuthenticationProperties());
}
}

returnnull;
}

如此一来，柳暗花明又一村，所有的线索就立即又明朗了。

Cookie的生成

从AuthenticationTicket变成Cookie字节串，最关键的一步在这里：

stringcookieValue=Options.TicketDataFormat.Protect(model);
在接下来的代码中，只提到使用CookieManager将该Cookie字节串添加到Http响应中，翻阅CookieManager可以看到如下代码：

publicvoidAppendResponseCookie(IOwinContextcontext,stringkey,stringvalue,CookieOptionsoptions)
{
if(context==null)
{
thrownewArgumentNullException("context");
}
if(options==null)
{
thrownewArgumentNullException("options");
}

IHeaderDictionaryresponseHeaders=context.Response.Headers;
//省去“1万”行计算chunk和处理细节的流程
responseHeaders.AppendValues(Constants.Headers.SetCookie,chunks);
}

有兴趣的朋友可以访问Github看原始版本的代码：https://github.com/aspnet/AspNetKatana/blob/0fc4611e8b04b73f4e6bd68263e3f90e1adfa447/src/Microsoft.Owin/Infrastructure/ChunkingCookieManager.cs#L125-L215

可见这个实现比较……简单，就是往Response.Headers中加了个头，重点只要看TicketDataFormat.Protect方法即可。

逐渐明朗

该方法源代码如下：

publicstringProtect(TDatadata)
{
byte[]userData=_serializer.Serialize(data);
byte[]protectedData=_protector.Protect(userData);
stringprotectedText=_encoder.Encode(protectedData);
returnprotectedText;
}

可见它依赖于_serializer、_protector、_encoder三个类，其中，_serializer的关键代码如下：

publicvirtualbyte[]Serialize(AuthenticationTicketmodel)
{
using(varmemory=newMemoryStream())
{
using(varcompression=newGZipStream(memory,CompressionLevel.Optimal))
{
using(varwriter=newBinaryWriter(compression))
{
Write(writer,model);
}
}
returnmemory.ToArray();
}
}

其本质是进行了一次二进制序列化，并紧接着进行了gzip压缩，确保Cookie大小不要失去控制（因为.NET的二进制序列化结果较大，并且微软喜欢搞xml，更大

ASP.NET Cookie是怎么生成的(推荐)

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