在实际应用中实现WCF用户密码认证

WCF框架是一款功能强大的分布式开发框架。对于初学者来说,可能其中有些功能不太熟悉。这需要我们在不断的实践中去慢慢研究这些功能。比如WCF用户密码认证的正确使用。

以前我们用WebService做分布式系统的时候,认证是个麻烦的问题,通常的做法是继承一个SoapHeader,把用户名和密码放到里面,每调用一个方法都要把用户名和密码传递给服务器端来验证 ,效率相当低,代码编写相当的麻烦,而且还不安全!

WCF支持多种认证技术,例如Windowns认证、X509证书、Issued Tokens、用户名密码认证等,在跨Windows域分布的系统中,用户名密码认证还是比较常用的,要实现用户名密码认证,就必须需要X509证书,为什么呢?因为我们需要X509证书这种非对称密钥技术来实现WCF在Message传递过程中的加密和解密,要不然用户名和密码就得在网络上明文传递!详细说明就是客户端把用户名和密码用公钥加密后传递给服务器端,服务器端再用自己的私钥来解密,然后传递给相应的验证程序来实现身份验证。

当然,做个测试程序就没有必要去申请一个X509数字签名证书了,微软提供了一个makecert.exe的命令专门用来生成测试使用的X509证书的,那我们就来建立一个测试用的证书,在cmd下输入以下命令:

makecert.exe -sr LocalMachine -ss My -a sha1 -n CN=MyServerCert -sky exchange –pe

这个命令的意思就是创建一个测试的X509证书,这个证书放在存储位置为'Localmachine'的'My'这个文件夹下,证书主题名字叫'MyServerCert',需要更多关于makecert命令的信息请参考MSDN。

证书建立好了,我们就可以编写代码了,在VS2008下建立一个解决方案并在上面建立两个Web项目,一个是'Asp.net Web 应用程序'(客户端),一个是'WCF服务应用程序'(服务器端),我们先来编写服务器端代码,首先我们要编写自己的WCF用户密码认证逻辑,先要在WCF项目上添加引用'System.IdentityModel'然后我们建立一个新的类文件并继承自'System.IdentityModel.Selectors.UserNamePasswordValidator',然后我们重写里面的'Validate'方法来实现用户名密码认证逻辑。代码如下;

using System;   


using System.Collections.Generic;   


using System.Linq;   


using System.Text;   


using System.IdentityModel.Selectors;   


using System.IdentityModel.Tokens;   


namespace ServerWcfService.CustomValidators   


{   


public class MyCustomValidator : 
UserNamePasswordValidator   


{   



/// < summary>   



/// Validates the user name and 
password combination.   



/// < /summary>   




/// < param name="userName">
The user name.< /param>   




/// < param name="password">
The password.< /param>   



public override void Validate
(string userName, string password)   


{   


// validate arguments   


if (string.IsNullOrEmpty(userName))   


throw new ArgumentNullException("userName");   


if (string.IsNullOrEmpty(password))   


throw new ArgumentNullException("password");   


// check if the user is not xiaozhuang   


if (userName != "xiaozhuang" || password != "123456")   


throw new SecurityTokenException("用户名或者密码错误!");   


}   


}   


}  

上面只是一个简单的WCF用户密码认证,实际应用中用户名和密码一般都保存在数据库中,如果验证不通过就抛出一个'SecurityTokenException'类型的异常;下一步我们需要配置一下服务端的webConfig文件,我的WebConfig文件Servicemodel配置节如下:

< system.serviceModel>   



< bindings>   




< wsHttpBinding>   




< binding name="mySecureBinding">   




< security mode="Message">   




< message clientCredentialType="UserName"/>   




< /security>   




< /binding>   




< /wsHttpBinding>   




< /bindings>   




< services>   




< service behaviorConfiguration=
"ServerWcfService.Services.MySimple
ServiceBehavior" name="ServerWcfService.
Services.MySimpleService">   




< endpoint address="" binding=
"wsHttpBinding" contract="ServerWcfService.
ServiceContracts.IMySimpleService"
 bindingConfiguration="mySecureBinding">   




< identity>   




< dns value="MyServerCert"/>   




< /identity>   




< /endpoint>   




< endpoint address="mex" binding=
"mexHttpBinding" contract="IMetadataExchange"/>   




< /service>   




< /services>   




< behaviors>   




< serviceBehaviors>   




< behavior name="ServerWcfService.
Services.MySimpleServiceBehavior"> 




< serviceMetadata httpGetEnabled="true"/>   




< serviceDebug includeExceptionDetailInFaults="false"/>   




< serviceCredentials>   




< serviceCertificate findValue=
"MyServerCert" x509FindType="FindBySubjectName" 
storeLocation="LocalMachine" storeName="My"/>   




< userNameAuthentication userNamePassword
ValidationMode="Custom" customUserName
PasswordValidatorType="ServerWcfService.
CustomValidators.MyCustomValidator,ServerWcfService"/>   




< /serviceCredentials>   




< /behavior>   




< /serviceBehaviors>   




< /behaviors>   




< /system.serviceModel>  

加粗的那些是我加上去的或者在默认上修改了的。Bindings节指定了客户端提供的认证类型为'username'并在endpoint节中指定bianding配置。在dns节中修改原来的localmachine为MyServerCert,当然你也可以修改为别的,这取决于你的证书主题名称是什么。也就是上面命令中的CN=MyServerCert,接下来我们加入在serviceCredentials配置节,并在里面配置两个小节,ServiceCertificate节中指定了我们的X509证书的位置,以用来加解密message,usernameAuthentication节中指定了我们自己的WCF用户密码认证逻辑。

Sorry,忘了一件事情,就是写一个测试的服务契约并实现,写法上和无认证的写法一样,如下

ServerWcfService.Service
Contracts.IMySimpleService:   


[OperationContract]   


string PrintMessage
(string message);  

这样,服务端的代码编写和配置就完成了,生成项目测试一下,页面显示服务已生成成功。

接下来我们开始编写客户端代码,先在客户端引用刚才生成的WCF服务,然后编写客户端代码如下:

protected void btnPrint_Click(object 
sender, EventArgs e)   


{   



TestWCFService.MySimpleServiceClient 
client = new ClientWeb.TestWCFService.
MySimpleServiceClient();   




client.ClientCredentials.UserName.
UserName = "xiaozhuang";   




client.ClientCredentials.UserName.
Password = "123456";   




lbMessage.Text = client.PrintMessage
(txtMessage.Text);   



}  

如果你有一个真正的X509证书,那么现在的WCF用户密码认证代码就可以正常运行了。但是很不幸,我们的证书是测试用的,我们运行的时候出错:'X.509 certificate CN=MyServerCert 链生成失败。所使用的证书具有无法验证的信任链。请替换该证书或更改 certificateValidationMode。已处理证书链,但是在不受信任提供程序信任的根证书中终止',WCF无法验证测试证书的信任链,那我们要做的就是绕过这个信任验证,具体做法如下:

先要在Asp.net Web应用程序项目上添加引用'System.IdentityModel'然后我们建立一个新的类文件并继承自'System.IdentityModel.Selectors.X509CertificateValidator',然后我们重写里面的'Validate'方法来实现我们自己的X509认证逻辑,代码如下:

using System;   


using System.Configuration;   


using System.IdentityModel.Selectors;   


using System.IdentityModel.Tokens;   


using System.Security.Cryptography.
X509Certificates;   


namespace ClientWeb.CustomX509Validator   


{   



/// < summary>   



/// Implements the validator for X509
 certificates.   



/// < /summary>   



public class MyX509Validator: 
X509CertificateValidator   


{   



/// < summary>   



/// Validates a certificate.   



/// < /summary>   




/// < param name="certificate">
The certificate the validate.< /param>   



public override void Validate
(X509Certificate2 certificate)   


{   


// validate argument   



if (certificate == null)   



throw new ArgumentNullException
("X509认证证书为空!");   


// check if the name of the certifcate matches   


if (certificate.SubjectName.Name != 
ConfigurationManager.AppSettings["CertName"])   


throw new SecurityTokenValidationException(
"Certificated was not issued by thrusted issuer");   


}   


}   


}  

你可以把Validate方法里面留空让所有的认证都通过,也可以自己定义认证逻辑,如果认证失败,就抛出'SecurityTokenValidationException'的异常,然后我们配置一下客户端的webconfig让它使用我们自己的X509认证,增加以下的配置节,并在'endpoint'节中指定behaviorConfiguration="myClientBehavior"。

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