JwtBearerAuthentication を使っている Web API を Swashbuckle.AspNetCore で試す

Swashbuckle.AspNetCore を使うことで、 ASP.NET Core で作成した Web API を Swagger UI 上で試せるようになった。ただ、大抵の Web API では OAuth2 なり JWT Bearer なりの認証が必要、という風に実装していると思う。自分の場合は JWT Bearer。

Swagger UI ではそのあたりもサポートしていて、今回は JwtBearerAuthentication を使っている Web API を Swagger UI 上で試せるか挑戦してみた。

using Microsoft.AspNetCore;
using Microsoft.AspNetCore.Authentication.JwtBearer;
using Microsoft.AspNetCore.Authorization;
using Microsoft.AspNetCore.Builder;
using Microsoft.AspNetCore.Hosting;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
using Microsoft.Extensions.Configuration;
using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
using Microsoft.IdentityModel.Tokens;
using Swashbuckle.AspNetCore.Swagger;
using Swashbuckle.AspNetCore.SwaggerGen;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel.DataAnnotations;
using System.IdentityModel.Tokens.Jwt;
using System.Linq;
using System.Security.Claims;
using System.Text;

namespace SwaggerWithJwtBearer
{
    // アプリケーションの構成
    // 本来は application.json か環境変数に持たせるべきだが、
    // 今回は簡略化のために static クラスにしておく。
    public static class AppConfiguration
    {
        public static string SiteUrl { get; } = "http://swagger-with-jwt-bearer.net";

        // JWT の署名で使う秘密鍵
        public static string SecretKey { get; } = Guid.NewGuid().ToString();
    }

    public class Program
    {
        public static void Main(string[] args)
        {
            BuildWebHost(args).Run();
        }

        public static IWebHost BuildWebHost(string[] args) =>
            WebHost.CreateDefaultBuilder(args)
                .UseStartup<Startup>()
                .Build();
    }

    public class Startup
    {
        public Startup(IConfiguration configuration)
        {
            Configuration = configuration;
        }

        public IConfiguration Configuration { get; }

        public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
        {
            services.AddMvc();

            services.AddAuthentication(options =>
            {
                // JwtBearer 認証しか使わないので、
                // JwtBearer をデフォルトにする
                options.DefaultAuthenticateScheme = JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme;
                options.DefaultChallengeScheme = JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme;
            }).AddJwtBearer(options =>
            {
                options.Audience = AppConfiguration.SiteUrl;
                options.TokenValidationParameters = new TokenValidationParameters
                {
                    ValidateIssuerSigningKey = true,
                    ValidateIssuer = true,
                    ValidIssuer = AppConfiguration.SiteUrl,
                    IssuerSigningKey = new SymmetricSecurityKey(
                        Encoding.UTF8.GetBytes(AppConfiguration.SecretKey))
                };
            });

            services.AddSwaggerGen(c =>
            {
                c.SwaggerDoc("v1", new Info
                {
                    Title = "Sample API",
                    Version = "v1"
                });

                // Swagger UI で API を試すとき、リクエストヘッダーに
                // JwtBearer トークンを設定できるようにする
                c.AddSecurityDefinition("api_key", new ApiKeyScheme()
                {
                    Description = "Bearer スキームを使用した Authorization ヘッダー. 例: \"Authorization: Bearer {token}\"",
                    Name = "Authorization",
                    In = "header",
                    Type = "apiKey"
                });

                // 設定した Bearer トークンをリクエストに含めるためのフィルタを追加
                c.OperationFilter<SecurityRequirementsOperationFilter>();
            });
        }

        public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env)
        {
            if (env.IsDevelopment())
            {
                app.UseDeveloperExceptionPage();
            }

            app.UseAuthentication();

            app.UseMvc();

            app.UseSwagger();
            app.UseSwaggerUI(c =>
            {
                c.SwaggerEndpoint("/swagger/v1/swagger.json", "SmartStamp API V1");
            });
        }
    }

    class SecurityRequirementsOperationFilter : IOperationFilter
    {
        public void Apply(Operation operation, OperationFilterContext context)
        {
            var allowAnonymous = context.MethodInfo
                .CustomAttributes
                .Any(x => x.AttributeType == typeof(AllowAnonymousAttribute));
            if (allowAnonymous)
            {
                return;
            }

            var attributes = context.MethodInfo
                .GetCustomAttributes(true)
                .Concat(context.MethodInfo.DeclaringType.GetCustomAttributes(true))
                .Where(x => x is AuthorizeAttribute);
            if (attributes.Any())
            {
                operation.Security = new List<IDictionary<string, IEnumerable<string>>>();
                operation.Security.Add(new Dictionary<string, IEnumerable<string>>
                {
                    ["api_key"] = new string[0]
                });
            }
        }
    }

    // ユーザー
    public class User
    {
        public string Id { get; set; }

        public string UserName { get; set; }

        public string Password { get; set; }
    }

    // パスワードを除いたユーザー情報を格納する
    public class UserViewModel
    {
        public string Id { get; set; }

        public string UserName { get; set; }
    }

    // トークンを取得するために渡された認証情報を格納する
    public class TokenInputModel
    {
        [Required]
        public string UserName { get; set; }

        [Required]
        public string Password { get; set; }
    }

    // 生成したトークンと有効期限を格納する
    public class TokenViewModel
    {
        public string Token { get; set; }

        public DateTime Expiration { get; set; }
    }

    [Route("api")]
    public class HomeController : Controller
    {
        // テスト用ユーザー
        static List<User> _testUsers = new List<User>()
        {
            new User()
            {
                Id = Guid.NewGuid().ToString(),
                UserName = "tnakamura",
                Password = "test1234",
            }
        };

        // トークンを取得する API
        [HttpPost("token")]
        public IActionResult Token([FromBody]TokenInputModel inputModel)
        {
            if (ModelState.IsValid)
            {
                var user = _testUsers.FirstOrDefault(u => u.UserName == inputModel.UserName);
                if (user != null && user.Password == inputModel.Password)
                {
                    var token = CreateJwtSecurityToken(user);
                    return Ok(new TokenViewModel
                    {
                        Token = new JwtSecurityTokenHandler().WriteToken(token),
                        Expiration = token.ValidTo,
                    });
                }
            }
            return BadRequest();
        }

        JwtSecurityToken CreateJwtSecurityToken(User user)
        {
            // JWT に含めるクレーム
            var claims = new List<Claim>()
            {
                // JwtBeaerAuthentication 用
                new Claim(JwtRegisteredClaimNames.Jti, user.Id),
                new Claim(JwtRegisteredClaimNames.Sub, user.UserName),
                // User.Identity プロパティ用
                new Claim(ClaimTypes.Sid, user.Id),
                new Claim(ClaimTypes.Name, user.UserName),
            };

            var token = new JwtSecurityToken(
                issuer: AppConfiguration.SiteUrl,
                audience: AppConfiguration.SiteUrl,
                claims: claims,
                expires: DateTime.UtcNow.AddDays(7),
                signingCredentials: new SigningCredentials(
                    new SymmetricSecurityKey(Encoding.UTF8.GetBytes(AppConfiguration.SecretKey)),
                    SecurityAlgorithms.HmacSha256
                )
            );

            return token;
        }

        // 認証が必要な API
        [Authorize]
        [HttpGet("me")]
        public IActionResult Me()
        {
            var id = User.Claims.First(c => c.Type == ClaimTypes.Sid).Value;
            var user = _testUsers.First(u => u.Id == id);
            return Ok(new UserViewModel
            {
                Id = user.Id,
                UserName = user.UserName,
            });
        }
    }
}