在这篇文章中，我将介绍 ASP.NET Core 数据保护零碎: 它是什么，为什么咱们须要它，以及它如何工作。
为什么咱们须要数据保护零碎?
数据保护零碎是 ASP.NET Core 应用的一组加密 api。加密必须由不受信赖的第三方解决的数据。
这方面的典型例子是身份验证 cookie。cookie 是在申请之间长久化状态的一种办法。你不心愿每次向服务器申请时都必须提供用户名和明码，这将十分麻烦!
相同，只需向服务器提供一次凭据。服务器验证你的详细信息，并收回一个 cookie，表明“他不须要提供任何其余证实，置信他。”对于后续的申请，能够简略地提供该 cookie，而不用提供凭据。浏览器主动发送 cookie 与后续申请，这是 web 为用户实现晦涩登录体验的形式。
cookie 是十分敏感的货色。任何蕴含 cookie 的申请都将被视为原始用户发送的申请，就像原始用户在每个申请中都提供了用户名和明码一样。浏览器中有很多保护措施 (例如 CORS) 来阻止攻击者拜访这些 cookie。
然而，这不仅仅是阻止他人失去你的 cookie。作为一个网站所有者，你也不心愿用户篡改他们本人的 cookie。
身份验证 cookie 通常不仅仅蕴含通过身份验证的用户的 ID 或名称。它们通常蕴含各种附加的要求。它蕴含了用户的详细信息。它们能够是实在数据，如名称、电子邮件或电话号码，但它们也能够是与权限相干的申明，如是否是管理员或是否能够编辑。
对于每个申请，通常都须要这些，以确定是否容许用户采取操作。通常蕴含在发送给用户的身份验证 cookie 中，而不是每次申请都必须从数据库加载。
这使得应用程序更加容易——一旦通过从 cookie 中提取用户主体对用户进行身份验证，应用程序就会确切地晓得用户领有哪些权限。这意味着应用程序必须信赖 cookie。如果 cookie 是明文发送的，那么用户只需编辑这些值，就会裸露应用程序中显著的安全漏洞。
ASP.NET Core 数据保护零碎正是为了这个目标而应用的。它对敏感数据 (如身份验证 cookie) 进行加密和解密。通过在响应中返回身份验证 cookie 之前对其进行加密，应用程序晓得该 cookie 没有被篡改，并能够信赖其值。
数据保护零碎如何工作?
数据保护零碎试图解决一个辣手的问题: 如何爱护裸露给攻击者的敏感数据，现实状况下不向开发人员裸露任何密钥，同时遵循加密的最佳实际。
数据保护零碎应用对称密钥加密来爱护数据。应用蕴含随机数据的密钥加密数据，应用雷同的密钥解密数据。
在一个典型的 ASP.NET Core 应用程序可能有几种不同类型的不相干数据须要加密。例如，除了身份验证 cookie 之外，可能还须要加密跨站点申请伪造令牌 (CSRF) 或明码重置令牌。
你能够将雷同的键用于所有这些不同的目标，但这可能会带来问题。例如，如果明码重置令牌不能“意外地”(更有可能是歹意地)用作身份验证令牌，那就好得多。
ASP.NET Core 数据保护零碎实现了这一指标。数据保护零碎有一个不能间接应用的父密钥。必须从父密钥派生子密钥，这些子密钥用于加密和解密数据。
应用雷同的 purpose 字符串从父密钥派生密钥总是会给出雷同的密钥，因而如果你领有父密钥并且晓得 purpose 字符串，那么总是能够解密已加密的数据。如果密钥是用不同的 purpose 导出的，那么尝试解密数据将会失败。这样能够保持数据隔离，这对安全性更好。
在大多数状况下，你不用间接与数据保护零碎交互来创立密钥或加密数据。这是由 ASP.NET Core 外围框架及其附带的库解决的。它们确保在你的应用程序中为每个不同的 purpose 应用惟一的字符串。如果你违心，你能够创立本人的爱护程序并加密其余数据(见下文)，但这不是 ASP.NET Core 的日常运行所必须的。
我是一个.net 框架开发者——这听起来很像 <machineKey>?
数据保护零碎是 ASP.NET Core 的一个新性能。，然而爱护身份验证令牌的须要并不是新的，那么咱们以前用的是什么呢? 答案是 <machineKey>。<machineKey> 元素的应用形式与 ASP.NET Core 数据保护零碎十分类似，配置密钥和密码学套件，用于通过身份验证零碎加密数据(以及其余中央)。可怜的是，应用这个密钥时有些简单，因为它通常是从__machine.config__读取的。必须在运行应用程序的机器上配置。在集群中运行时，必须确保这些键放弃同步，否则可能会产生问题!
在.net Framework 4.5 中，咱们能够替换 <machineKey> 元素及其应用的整个加密管道。
如何治理数据保护密钥?
如果对安全性有所理解，那么你可能曾经听到应该定期轮换明码、秘密和证书的说法。如果你的某个机密被泄露了，这能够在肯定水平上缩小影响。这就是为什么签发 HTTPS 证书的寿命越来越短的起因。
依据你从框架和工具取得的反对，更换秘钥和证书可能会很苦楚，特地是在过渡时期，可能须要同时反对新旧秘钥。
鉴于数据保护对于爱护 ASP.NET Core 是至关重要的。你不会诧异秘钥轮换是数据保护零碎的默认设置。默认状况下，数据保护的生命周期为 90 天，但通常不用为此放心。当旧密钥快要过期时，数据保护零碎会主动创立新的密钥。所有可用密钥的汇合称为密匙环。
在这篇文章中，我不会深刻密钥治理的细节。请留神，秘钥轮换是主动产生的，只有你不删除任何旧的键(或显式地撤销它们)，那么加密的数据依然能够应用过期的键检索。过期的密钥不能用于加密新数据。
我是否也能够爱护其余数据，还是仅用于身份验证 cookie？
数据保护零碎由 ASP.NET Core 隐含地应用并解决认证令牌的加密和解密。它也被 ASP.NET Core 用来爱护明码重置和 MFA 令牌。你不须要为这种爱护做任何事件——框架本人解决爱护。
如果你有本人想要加密的长期数据，能够间接应用数据保护 api。我将在前面的文章中具体介绍，但以下内容展现了中如何应用 IDataProtectionProvider 服务 (默认在 ASP.NET Core apps) 加密和解密一些数据:
public class MyClass
{
// The IDataProtectionProvider is registered by default in ASP.NET Core
readonly IDataProtectionProvider _rootProvider;
public MyClass(IDataProtectionProvider rootProvider)
{_rootProvider = rootProvider;}
public void RunSample()
{
// Create a child key using the purpose string
string purpose = "Contoso.MyClass.v1";
IDataProtector protector = provider.CreateProtector(purpose);
// Get the data to protect
Console.Write("Enter input:");
string input = Console.ReadLine();
// Enter input: Hello world!
// protect the payload
string protectedPayload = _protector.Protect(input);
Console.WriteLine($"Protect returned: {protectedPayload}");
//PRINTS: Protect returned: CfDJ8ICcgQwZZhlAlTZT...OdfH66i1PnGmpCR5e441xQ
// unprotect the payload
string unprotectedPayload = _protector.Unprotect(protectedPayload);
Console.WriteLine($"Unprotect returned: {unprotectedPayload}");
//PRINTS: Unprotect returned: Hello world
}
}一般来说，这并不是你想要做的事件。我集体只在解决明码重置和相似的令牌时须要它。
有什么是我不应该应用数据保护的吗？
重要的一点是，数据保护零碎并不是真正用于通用加密。咱们心愿你加密的货色，就其本质而言，有一个无限的生命周期，如身份验证令牌和明码重置令牌。
实践上，你能够对心愿加密和长期存储的数据 (例如在数据库中) 应用数据保护零碎。数据保护密钥每 90 天过期一次(默认状况下)，然而你依然能够应用过期的密钥解密数据。
如果数据保护密钥因为某种原因被删除，真正的危险就来了。不倡议这样做，但意外总是会产生的。如果应用正确，删除数据保护密钥对大多数应用程序的影响绝对较小——用户将不得不再次登录，以前收回的明码重置键将有效——这很烦人，但不会造成劫难。
另一方面，如果你曾经用数据保护零碎加密了敏感数据，而后将其存储在数据库中，那么就有大问题了。那些数据都不见了，被毁了。相对不值得冒这个险! 相同，你应该应用.NET Core 中的专用加密库，以及为此目标创立的特定证书或密钥。
如何在我的 ASP.NET Core 中配置数据保护?
通常，你与数据保护零碎交互的惟一中央是配置它的时候，如果没有正确地配置它，你可能会裸露于安全漏洞中，或者无奈解密身份验证 cookie。
一方面，数据保护零碎须要易于配置和保护，因为复杂性和保护开销通常会导致 bug 或不良实际。但 ASP.NET Core 还须要在各种环境下运行:Windows、Linux、macOS; 在 Azure, AWS; 在高端服务器和树莓派上。每个平台都有不同的内置加密机制和可用个性，而.NET Core 须要在所有这些平台上都是平安的。
为了解决这个问题，数据保护零碎应用了一种通用的“插件”式架构。基本上有两个不同的可插入区域:
- 密钥环持久性地位: 密钥应该存储在哪里?
- 持久性加密: 密钥是否应该在静止时加密，如果是，如何加密。
ASP.NET Core 试图在默认状况下将这些设置为正当的选项。例如，在 Windows(非 azure 应用程序)机器上，将长久化到 %LOCALAPPDATA%ASP.net 数据加密密钥。
可怜的是，一旦你开始在生产环境中运行应用程序并对应用程序进行扩大，大多数默认设置都将不起作用。相同，你可能须要钻研一种可选的配置办法。
总结
在这篇文章中，我提供了 ASP.NET Core 数据保护零碎的高级概述。我形容了数据保护零碎的动机以及它背地的一些设计准则。
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