Spring Boot+Spring Security+JWT 实现 RESTful Api 权限控制

2023-08-17 19:07:58

摘要：用spring-boot开发RESTful API非常的方便，在生产环境中，对发布的API增加授权保护是非常必要的。现在我们来看如何利用JWT技术为API增加授权保护，保证只有获得授权的用户才能够访问API。

一：开发一个简单的API

在IDEA开发工具中新建一个maven工程，添加对应的依赖如下：

<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
<scope>test</scope>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>mysql</groupId>
<artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
<version>5.1.30</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
<artifactId>jjwt</artifactId>
<version>0.7.0</version>
</dependency>

新建一个UserController.java文件，在里面在中增加一个hello方法：

@RequestMapping("/hello")
@ResponseBody
public String hello(){
return "hello";
}

这样一个简单的RESTful API就开发好了。

现在我们运行一下程序看看效果，执行JwtauthApplication.java类中的main方法：

等待程序启动完成后，可以简单的通过curl工具进行API的调用，如下图：

Spring Boot+Spring Security+JWT 实现 RESTful Api 权限控制

至此，我们的接口就开发完成了。但是这个接口没有任何授权防护，任何人都可以访问，这样是不安全的，下面我们开始加入授权机制。

二：增加用户注册功能

首先增加一个实体类User.java：

package boss.portal.entity;
import javax.persistence.*;
/**
* @author zhaoxinguo on 2017/9/13.
*/
@Entity
@Table(name = "tb_user")
public class User {
@Id
@GeneratedValue
private long id;
private String username;
private String password;
public long getId() {
return id;
}
public String getUsername() {
return username;
}
public void setUsername(String username) {
this.username = username;
}
public String getPassword() {
return password;
}
public void setPassword(String password) {
this.password = password;
}
}

然后增加一个Repository类UserRepository，可以读取和保存用户信息：

package boss.portal.repository;
import boss.portal.entity.User;
import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;
/**
* @author zhaoxinguo on 2017/9/13.
*/
public interface UserRepository extends JpaRepository<User, Long> {
User findByUsername(String username);
}

在UserController类中增加注册方法，实现用户注册的接口：

/**
* 该方法是注册用户的方法，默认放开访问控制
* @param user
*/
@PostMapping("/signup")
public void signUp(@RequestBody User user) {
user.setPassword(bCryptPasswordEncoder.encode(user.getPassword()));
applicationUserRepository.save(user);
}

其中的@PostMapping("/signup")

这个方法定义了用户注册接口，并且指定了url地址是/users/signup。由于类上加了注解 @RequestMapping(“/users”)，类中的所有方法的url地址都会有/users前缀，所以在方法上只需指定/signup子路径即可。

密码采用了BCryptPasswordEncoder进行加密，我们在Application中增加BCryptPasswordEncoder实例的定义。

package boss.portal;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.security.crypto.bcrypt.BCryptPasswordEncoder;
@SpringBootApplication
public class JwtauthApplication {
@Bean
public BCryptPasswordEncoder bCryptPasswordEncoder() {
return new BCryptPasswordEncoder();
}
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(JwtauthApplication.class, args);
}
}

三：增加JWT认证功能

用户填入用户名密码后，与数据库里存储的用户信息进行比对，如果通过，则认证成功。传统的方法是在认证通过后，创建sesstion，并给客户端返回cookie。现在我们采用JWT来处理用户名密码的认证。区别在于，认证通过后，服务器生成一个token，将token返回给客户端，客户端以后的所有请求都需要在http头中指定该token。服务器接收的请求后，会对token的合法性进行验证。验证的内容包括：

内容是一个正确的JWT格式
检查签名
检查claims
检查权限

处理登录

创建一个类JWTLoginFilter，核心功能是在验证用户名密码正确后，生成一个token，并将token返回给客户端：

package boss.portal.web.filter;
import boss.portal.entity.User;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
import io.jsonwebtoken.Jwts;
import io.jsonwebtoken.SignatureAlgorithm;
import org.springframework.security.authentication.AuthenticationManager;
import org.springframework.security.authentication.UsernamePasswordAuthenticationToken;
import org.springframework.security.core.Authentication;
import org.springframework.security.core.AuthenticationException;
import org.springframework.security.web.authentication.UsernamePasswordAuthenticationFilter;
import javax.servlet.FilterChain;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Date;
/**
* 验证用户名密码正确后，生成一个token，并将token返回给客户端
* 该类继承自UsernamePasswordAuthenticationFilter，重写了其中的2个方法
* attemptAuthentication ：接收并解析用户凭证。
* successfulAuthentication ：用户成功登录后，这个方法会被调用，我们在这个方法里生成token。
* @author zhaoxinguo on 2017/9/12.
*/
public class JWTLoginFilter extends UsernamePasswordAuthenticationFilter {
private AuthenticationManager authenticationManager;
public JWTLoginFilter(AuthenticationManager authenticationManager) {
this.authenticationManager = authenticationManager;
}
// 接收并解析用户凭证
@Override
public Authentication attemptAuthentication(HttpServletRequest req,
HttpServletResponse res) throws AuthenticationException {
try {
User user = new ObjectMapper()
.readValue(req.getInputStream(), User.class);
return authenticationManager.authenticate(
new UsernamePasswordAuthenticationToken(
user.getUsername(),
user.getPassword(),
new ArrayList<>())
);
} catch (IOException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
// 用户成功登录后，这个方法会被调用，我们在这个方法里生成token
@Override
protected void successfulAuthentication(HttpServletRequest req,
HttpServletResponse res,
FilterChain chain,
Authentication auth) throws IOException, ServletException {
String token = Jwts.builder()
.setSubject(((org.springframework.security.core.userdetails.User) auth.getPrincipal()).getUsername())
.setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + 60 * 60 * 24 * 1000))
.signWith(SignatureAlgorithm.HS512, "MyJwtSecret")
.compact();
res.addHeader("Authorization", "Bearer " + token);
}
}

该类继承自UsernamePasswordAuthenticationFilter，重写了其中的2个方法：

attemptAuthentication ：接收并解析用户凭证。

successfulAuthentication ：用户成功登录后，这个方法会被调用，我们在这个方法里生成token。

授权验证

用户一旦登录成功后，会拿到token，后续的请求都会带着这个token，服务端会验证token的合法性。

创建JWTAuthenticationFilter类，我们在这个类中实现token的校验功能。

package boss.portal.web.filter;
import io.jsonwebtoken.Jwts;
import org.springframework.security.authentication.AuthenticationManager;
import org.springframework.security.authentication.UsernamePasswordAuthenticationToken;
import org.springframework.security.core.context.SecurityContextHolder;
import org.springframework.security.web.authentication.www.BasicAuthenticationFilter;
import javax.servlet.FilterChain;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
/**
* token的校验
* 该类继承自BasicAuthenticationFilter，在doFilterInternal方法中，
* 从http头的Authorization 项读取token数据，然后用Jwts包提供的方法校验token的合法性。
* 如果校验通过，就认为这是一个取得授权的合法请求
* @author zhaoxinguo on 2017/9/13.
*/
public class JWTAuthenticationFilter extends BasicAuthenticationFilter {
public JWTAuthenticationFilter(AuthenticationManager authenticationManager) {
super(authenticationManager);
}
@Override
protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
String header = request.getHeader("Authorization");
if (header == null || !header.startsWith("Bearer ")) {
chain.doFilter(request, response);
return;
}
UsernamePasswordAuthenticationToken authentication = getAuthentication(request);
SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authentication);
chain.doFilter(request, response);
}
private UsernamePasswordAuthenticationToken getAuthentication(HttpServletRequest request) {
String token = request.getHeader("Authorization");
if (token != null) {
// parse the token.
String user = Jwts.parser()
.setSigningKey("MyJwtSecret")
.parseClaimsJws(token.replace("Bearer ", ""))
.getBody()
.getSubject();
if (user != null) {
return new UsernamePasswordAuthenticationToken(user, null, new ArrayList<>());
}
return null;
}
return null;
}
}

该类继承自BasicAuthenticationFilter，在doFilterInternal方法中，从http头的Authorization 项读取token数据，然后用Jwts包提供的方法校验token的合法性。如果校验通过，就认为这是一个取得授权的合法请求。

SpringSecurity配置

通过SpringSecurity的配置，将上面的方法组合在一起。

package boss.portal.security;
import boss.portal.web.filter.JWTLoginFilter;
import boss.portal.web.filter.JWTAuthenticationFilter;
import org.springframework.boot.autoconfigure.security.SecurityProperties;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.core.annotation.Order;
import org.springframework.http.HttpMethod;
import org.springframework.security.config.annotation.authentication.builders.AuthenticationManagerBuilder;
import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfigurerAdapter;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetailsService;
import org.springframework.security.crypto.bcrypt.BCryptPasswordEncoder;
/**
* SpringSecurity的配置
* 通过SpringSecurity的配置，将JWTLoginFilter，JWTAuthenticationFilter组合在一起
* @author zhaoxinguo on 2017/9/13.
*/
@Configuration
@Order(SecurityProperties.ACCESS_OVERRIDE_ORDER)
public class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
private UserDetailsService userDetailsService;
private BCryptPasswordEncoder bCryptPasswordEncoder;
public WebSecurityConfig(UserDetailsService userDetailsService, BCryptPasswordEncoder bCryptPasswordEncoder) {
this.userDetailsService = userDetailsService;
this.bCryptPasswordEncoder = bCryptPasswordEncoder;
}
@Override
protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
http.cors().and().csrf().disable().authorizeRequests()
.antMatchers(HttpMethod.POST, "/users/signup").permitAll()
.anyRequest().authenticated()
.and()
.addFilter(new JWTLoginFilter(authenticationManager()))
.addFilter(new JWTAuthenticationFilter(authenticationManager()));
}
@Override
public void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
auth.userDetailsService(userDetailsService).passwordEncoder(bCryptPasswordEncoder);
}
}

这是标准的SpringSecurity配置内容，就不在详细说明。注意其中的

.addFilter(new JWTLoginFilter(authenticationManager())) .addFilter(new JwtAuthenticationFilter(authenticationManager()))

这两行，将我们定义的JWT方法加入SpringSecurity的处理流程中。

下面对我们的程序进行简单的验证：

# 请求hello接口，会收到403错误，如下图：

curl http://localhost:8080/hello

Spring Boot+Spring Security+JWT 实现 RESTful Api 权限控制

# 注册一个新用户curl -H"Content-Type: application/json" -X POST -d '{"username":"admin","password":"password"}' http://localhost:8080/users/signup

如下图：

Spring Boot+Spring Security+JWT 实现 RESTful Api 权限控制

# 登录，会返回token，在http header中，Authorization: Bearer 后面的部分就是tokencurl -i -H"Content-Type: application/json" -X POST -d '{"username":"admin","password":"password"}' http://localhost:8080/login

如下图：

Spring Boot+Spring Security+JWT 实现 RESTful Api 权限控制

# 用登录成功后拿到的token再次请求hello接口# 将请求中的XXXXXX替换成拿到的token# 这次可以成功调用接口了curl -H"Content-Type: application/json" \-H"Authorization: Bearer XXXXXX" \"http://localhost:8080/users/hello"

如下图：

Spring Boot+Spring Security+JWT 实现 RESTful Api 权限控制