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.NET Core中使用ASP.NET Cookie，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：
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//// POST: /Account/Loginpublic async Task<ActionResult> Login(LoginViewModel model, string returnUrl){ if (!ModelState.IsValid) { return View(model); } var result = await SignInManager.PasswordSignInAsync(model.Email, model.Password, model.RememberMe, shouldLockout: false); switch (result) { case SignInStatus.Success: return RedirectToLocal(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）：
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public virtual async Task<SignInStatus> PasswordSignInAsync(string userName, string password, bool isPersistent, bool shouldLockout){ // ...省略其它代码 if (await UserManager.CheckPasswordAsync(user, password).WithCurrentCulture()) { if (!await IsTwoFactorEnabled(user)) { await UserManager.ResetAccessFailedCountAsync(user.Id).WithCurrentCulture(); } return await SignInOrTwoFactor(user, isPersistent).WithCurrentCulture(); } // ...省略其它代码 return SignInStatus.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：
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private async Task<SignInStatus> SignInOrTwoFactor(TUser user, bool isPersistent){ var id = Convert.ToString(user.Id); if (await IsTwoFactorEnabled(user) && !await AuthenticationManager.TwoFactorBrowserRememberedAsync(id).WithCurrentCulture()) { var identity = new ClaimsIdentity(DefaultAuthenticationTypes.TwoFactorCookie); identity.AddClaim(new Claim(ClaimTypes.NameIdentifier, id)); AuthenticationManager.SignIn(identity); return SignInStatus.RequiresVerification; } await SignInAsync(user, isPersistent, false).WithCurrentCulture(); return SignInStatus.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：
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public virtual async Task SignInAsync(TUser user, bool isPersistent, bool rememberBrowser){ var userIdentity = await CreateUserIdentityAsync(user).WithCurrentCulture(); // Clear any partial cookies from external or two factor partial sign ins AuthenticationManager.SignOut(DefaultAuthenticationTypes.ExternalCookie, DefaultAuthenticationTypes.TwoFactorCookie); if (rememberBrowser) { var rememberBrowserIdentity = AuthenticationManager.CreateTwoFactorRememberBrowserIdentity(ConvertIdToString(user.Id)); AuthenticationManager.SignIn(new AuthenticationProperties { IsPersistent = isPersistent }, userIdentity, rememberBrowserIdentity); } else { AuthenticationManager.SignIn(new AuthenticationProperties { 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.NET Identity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）：
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public void SignIn(AuthenticationProperties properties, params ClaimsIdentity[] identities){ AuthenticationResponseRevoke priorRevoke = AuthenticationResponseRevoke; if (priorRevoke != null) { // ...省略不相关代码 AuthenticationResponseRevoke = new AuthenticationResponseRevoke(filteredSignOuts); } AuthenticationResponseGrant priorGrant = AuthenticationResponseGrant; if (priorGrant == null) { AuthenticationResponseGrant = new AuthenticationResponseGrant(new ClaimsPrincipal(identities), properties); } else { // ...省略不相关代码 AuthenticationResponseGrant = new AuthenticationResponseGrant(new ClaimsPrincipal(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：
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public AuthenticationResponseGrant AuthenticationResponseGrant{ // 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：
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public Tuple<IPrincipal, IDictionary<string, string>> SignInEntry{ get { return _context.Get<Tuple<IPrincipal, IDictionary<string, string>>>(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：
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protected override async Task ApplyResponseGrantAsync(){ AuthenticationResponseGrant signin = Helper.LookupSignIn(Options.AuthenticationType); // ... 省略部分代码 if (shouldSignin) { var signInContext = new CookieResponseSignInContext( Context, Options, Options.AuthenticationType, signin.Identity, signin.Properties, cookieOptions); // ... 省略部分代码 model = new AuthenticationTicket(signInContext.Identity, signInContext.Properties); // ... 省略部分代码 string cookieValue = 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：
AuthenticationResponseGrant signin = 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）：
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public AuthenticationResponseGrant LookupSignIn(string authenticationType){ // ... AuthenticationResponseGrant grant = _context.Authentication.AuthenticationResponseGrant; // ... foreach (var claimsIdentity in grant.Principal.Identities) { if (string.Equals(authenticationType, claimsIdentity.AuthenticationType, StringComparison.Ordinal)) { return new AuthenticationResponseGrant(claimsIdentity, grant.Properties ?? new AuthenticationProperties()); } } return null;} |
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：
string cookieValue = 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：
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public void AppendResponseCookie(IOwinContext context, string key, string value, CookieOptions options){ if (context == null) { throw new ArgumentNullException("context"); } if (options == null) { throw new ArgumentNullException("options"); } IHeaderDictionary responseHeaders = 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：
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public string Protect(TData data){ byte[] userData = _serializer.Serialize(data); byte[] protectedData = _protector.Protect(userData); string protectedText = _encoder.Encode(protectedData); return protectedText;} |
可见它依赖于_serializer、_protector、_encoder三个类，其中，_serializer的关键代码如下：
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public virtual byte[] Serialize(AuthenticationTicket model){ using (var memory = new MemoryStream()) { using (var compression = new GZipStream(memory, CompressionLevel.Optimal)) { using (var writer = new BinaryWriter(compression)) { Write(writer, model); } } return memory.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
