SpringSecurity

SpringSecurity是一个强大的可高度定制的认证和授权框架，对于Spring应用来说它是一套Web安全标准。SpringSecurity注重于为Java应用提供认证和授权功能，像所有的Spring项目一样，它对自定义需求具有强大的扩展性。

JWT

JWT是JSON WEB TOKEN的缩写，它是基于 RFC 7519
标准定义的一种可以安全传输的的JSON对象，由于使用了数字签名，所以是可信任和安全的。

JWT的组成

• WT token的格式：header.payload.signature
• header中用于存放签名的生成算法

{"alg": "HS512"}

• payload中用于存放用户名、token的生成时间和过期时间

{"sub":"admin","created":1489079981393,"exp":1489684781}

• signature为以header和payload生成的签名

String signature = HMACSHA512(base64UrlEncode(header) + "." +base64UrlEncode(payload),secret)

JWT实例

eyJhbGciOiJIUzUxMiJ9.eyJzdWIiOiJhZG1pbiIsImNyZWF0ZWQiOjE1NTY3NzkxMjUzMDksImV4cCI6MTU1NzM4MzkyNX0.d-iki0193X0bBOETf2UN3r3PotNIEAV7mzIxxeI5IxFyzzkOZxS0PGfF_SK6wxCv2K8S0cZjMkv6b5bCqc0VBw

JWT实现认证和授权的原理

• 用户调用登录接口，登录成功后获取到JWT的token；
• 之后用户每次调用接口都在http的header中添加一个叫Authorization的头，值为JWT的token；
• 后台程序通过对Authorization头中信息的解码及数字签名校验来获取其中的用户信息，从而实现认证和授权。

项目实战

1. 依赖引入

<!--SpringSecurity依赖配置-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
</dependency>
<!--JWT(Json Web Token)登录支持-->
<dependency>
    <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
    <artifactId>jjwt</artifactId>
    <version>0.9.0</version>
</dependency>

2. JWT工具类

• generateToken(UserDetails userDetails) :用于根据登录用户信息生成token
• getUserNameFromToken(String token)：从token中获取登录用户的信息
• validateToken(String token, UserDetails userDetails)：判断token是否还有效

    /**
     * 根据负责生成JWT的token
     */
    private String generateToken(Map<String, Object> claims) {
        return Jwts.builder()
                .setClaims(claims)
                .setExpiration(generateExpirationDate())
                .signWith(SignatureAlgorithm.HS512, secret)
                .compact();
    }
    /**
     * 从token中获取登录用户名
     */
    public String getUserNameFromToken(String token) {
        String username;
        try {
            Claims claims = getClaimsFromToken(token);
            username =  claims.getSubject();
        } catch (Exception e) {
            username = null;
        }
        return username;
    }

    /**
     * 验证token是否还有效
     *
     * @param token       客户端传入的token
     * @param userDetails 从数据库中查询出来的用户信息
     */
    public boolean validateToken(String token, UserDetails userDetails) {
        String username = getUserNameFromToken(token);
        return username.equals(userDetails.getUsername()) && !isTokenExpired(token);
    }

3. SpringSecurity配置

@Override
    protected void configure(HttpSecurity httpSecurity) throws Exception {
        httpSecurity.csrf()// 由于使用的是JWT，我们这里不需要csrf
                .disable()
                .sessionManagement()// 基于token，所以不需要session
                .sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS)
                .and()
                .authorizeRequests()
                .antMatchers(HttpMethod.GET, // 允许对于网站静态资源的无授权访问
                        "/", "/*.html", "/favicon.ico","/**/*.html",
                        "/**/*.css","/**/*.js","/swagger-resources/**", "/v2/api-docs/**"
                )
                .permitAll()
                .antMatchers("/admin/login", "/admin/register")// 对登录注册要允许匿名访问
                .permitAll()
                .antMatchers(HttpMethod.OPTIONS)//跨域请求会先进行一次options请求
                .permitAll()
               // .antMatchers("/**")//测试时全部运行访问
              // .permitAll()
                .anyRequest()// 除上面外的所有请求全部需要鉴权认证
                .authenticated();
        // 禁用缓存
        httpSecurity.headers().cacheControl();
        // 添加JWT filter
        httpSecurity.addFilterBefore(jwtAuthenticationTokenFilter(), UsernamePasswordAuthenticationFilter.class);
        
      //添加自定义未授权和未登录结果返回
        httpSecurity.exceptionHandling()
                .accessDeniedHandler(restfulAccessDeniedHandler)
                .authenticationEntryPoint(restAuthenticationEntryPoint);
    }

4.JwtAuthenticationTokenFilter

在用户名和密码校验前添加的过滤器，如果请求中有jwt的token且有效，会取出token中的用户名，然后调用SpringSecurity的API进行登录操作。

@Override
    protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request,  HttpServletResponse response,
                                    FilterChain chain) throws ServletException, IOException {
        String authHeader = request.getHeader(this.tokenHeader);
        if (authHeader != null && authHeader.startsWith(this.tokenHead)) {
              // The part after "Bearer "
            String authToken = authHeader.substring(this.tokenHead.length());
            String username = jwtTokenUtil.getUserNameFromToken(authToken);
            LOGGER.info("checking username:{}", username);
          
            if (username != null && SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication() == null) {
                UserDetails userDetails = this.userDetailsService.loadUserByUsername(username);
                if (jwtTokenUtil.validateToken(authToken, userDetails)) {
                    UsernamePasswordAuthenticationToken authentication = new UsernamePasswordAuthenticationToken(userDetails, null, userDetails.getAuthorities());
                    authentication.setDetails(new WebAuthenticationDetailsSource().buildDetails(request));
                    LOGGER.info("authenticated user:{}", username);
                    SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authentication);
                }
            }
        }
        chain.doFilter(request, response);
    }

5. 备注说明

• configure(HttpSecurity httpSecurity)：用于配置需要拦截的url路径、jwt过滤器及出异常后的处理器；
• configure(AuthenticationManagerBuilder auth)：用于配置UserDetailsService及PasswordEncoder；
• RestfulAccessDeniedHandler：当用户没有访问权限时的处理器，用于返回JSON格式的处理结果；
• RestAuthenticationEntryPoint：当未登录或token失效时，返回JSON格式的结果；
• UserDetailsService:SpringSecurity定义的核心接口，用于根据用户名获取用户信息，需要自行实现；
• UserDetails：SpringSecurity定义用于封装用户信息的类（主要是用户信息和权限），需要自行实现；
• PasswordEncoder：SpringSecurity定义的用于对密码进行编码及比对的接口，目前使用的是BCryptPasswordEncoder；
• JwtAuthenticationTokenFilter：在用户名和密码校验前添加的过滤器，如果有jwt的token，会自行根据token信息进行登录。