spring security and jwt

写在前面

Q: 为什么是spring security

A：无论是企业还是开源项目一遍都会拿shiro作为首选，理由很简单

shiro简单易于上手文档教程多，随便参考一个开源项目都可以写出标准的业务代码。

但 spring security就不是这样了

根据我目前的使用来讲你必须要了解spring security源代码清楚执行流程，才能使用该框架。

并且 spring security可以不依赖servlet

Q：为什么需要JWT

A：这里就会牵扯到基于token认证和基于传统的session认证

http本身是一种无状态的认证这就意味着每一次请求我们都不知道访问主体是谁

为了能够分辨访问主体我们会在用户认证完毕之后给用户颁发一个标识（sessionid 或者 token）

传统的session 会将session context存储到后端将sessionid存储到cookie中服务器收到请求后取出cookie中的sessionid 根据sessionid 从session repository取出session context，如果取不到则认为是未认证请求。

而 jwt则是将context存储到token上每次请求都要吧token放在header上服务区收到请求后解析header 取出token 只需要验证token是否有效如果需要用户相关的信息只需要从token中直接拿出来就可以了

这样 token也做到了无状态

do it

集成

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
</dependency>

不需要添加版本号 springboot中有对应的

下一步之前

在下一步之前请确保项目跑的起来并且建立起基本的配置并且能够以默认配置进行登陆

本篇不会讲过多的基础内容我只会讲如何优雅地使用spring security

如有错误欢迎指正

登陆

在使用默认的内存账户登陆之后我们需要完成基于数据库的用户认证

我们需要的流程是

用户输入账号密码 -> spring security -> 根据账号密码匹配在数据库中的记录
如果成功将创建会话否则将提示错误信息

那么好我们先从登陆入口开始

spring security的登陆是依靠filter的默认的路径是/login 浏览器打开则是spring security的默认登录页如果用POST方法请求则是正常的登陆逻辑

所以我们复用这个filter

那么载入用户的信息 UserDetailsService 则需要改造成从数据库读取就可以了

@Service
public class UserDetailsServiceImpl implements UserDetailsService {

    @Autowired
    private UserService userService;

    @Override
    public UserDetails loadUserByUsername(String s) throws UsernameNotFoundException {

        User user = userService.getUserByUsername(s);

        if (user == null)
            throw new UsernameNotFoundException("user not found");

        return new org.springframework.security.core.userdetails.User(user.getUsername(), user.getPassword(), Collections.emptyList());
    }
}

ok 问题解决

那么此时用户的密码是用明文保存的如果数据库遭到泄露用户信息安全则是一个大问题

一般比较安全的做法是签名算法(密码 + 盐值)

但是spring security在user里面似乎没有提供盐值这个属性

不用慌

原来spring security早就准备好了一套解决方案我们就不需要关心盐值如何生成如何存储

BCryptPasswordEncoder

生成的结果是这样样子的

{bcrypt}$2a$10$wGhC6bsgTghxFLFt1Aqbl.7t.MU/6mJLSkMwzTXxvRhZJToCWHQ5i

有加密算法有盐值有最终结果 all perfect

在 security config里这么做就可以了

@Bean
public PasswordEncoder passwordEncoder() {

    return PasswordEncoderFactories.createDelegatingPasswordEncoder();
}

有关PasswordEncoderFactories 请自行查阅资料它是一个更强的PasswordEncoder

注册

我们搞定了登陆部分但是我如何注册呢？

如何保存加密的密码呢？

其实最核心的代码就是

passwordEncoder.encode(password);

他的返回值就是加盐加密后的密码我们只需要存储它就OK了

当然这个注册的controller还是要自己写的

jwt认证

注册登陆都没有问题了

我们发现 session还是传统session 这对于前后端分离的应用不是那么优雅

那么我们可以先看看security是怎么实现session的(源代码需要自己啃)

非常关键的几个类

SessionManagementConfigurer

session的配置类

SessionManagementFilter

session的过滤器

SecurityContextRepository

控制session读取和保存

其实我们只需要根据这些定制出jwt的内容就可以了

首先 JwtAuthenticationToken 用于验证和以后使用的用途

@Getter
public class JwtAuthenticationToken extends AbstractAuthenticationToken {

    private String token;

    public JwtAuthenticationToken(String token, Collection<? extends GrantedAuthority> authorities) {
        super(authorities);
        this.token = token;
        super.setAuthenticated(true);
    }

    @Override
    public Object getCredentials() {
        return null;
    }

    @Override
    public Object getPrincipal() {
        return JwtUtil.getClaim(token, JwtUtil.JWT_USERNAME);
    }
}

写出repository 用于提供jwt的读取和保存


@Slf4j
public class JwtSecurityContextRepository implements SecurityContextRepository {

    private static JwtSecurityContextRepository securityContextRepository = new JwtSecurityContextRepository();

    private JwtSecurityContextRepository() {

    }

    public static JwtSecurityContextRepository getInstance() {
        return securityContextRepository;
    }

    @Override
    public SecurityContext loadContext(HttpRequestResponseHolder requestResponseHolder) {
        String authorization = requestResponseHolder.getRequest().getHeader(LoginConst.AUTHORIZATION_HEADER_NAME);

        if (StringUtils.isNotBlank(authorization) && TOKEN_SESSION.containsKey(authorization.substring(7))) {
            SecurityContext securityContext = new SecurityContextImpl();
            securityContext.setAuthentication(new JwtAuthenticationToken(authorization.substring(7), Collections.emptyList()));
            return securityContext;
        }

        return generateNewContext();
    }

    protected SecurityContext generateNewContext() {
        return SecurityContextHolder.createEmptyContext();
    }

    @Override
    public void saveContext(SecurityContext context, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
        final Authentication authentication = context.getAuthentication();


        if (authentication == null) {
            //trustResolver.isAnonymous(authentication)
            log.debug("SecurityContext is empty or contents are anonymous - context will not be stored in HttpSession.");
            return;
        }

        //如果是jwt的token则不需要再次保存(签发)
        if (!(authentication instanceof UsernamePasswordAuthenticationToken))
            return;

        User principal = (User)authentication.getPrincipal();

        String code = UUIDUtil.generateShortUuid();

        String token = JwtUtil.sign(principal.getUsername(), code);

        //签发之后 缓存中保存一份 用于校验token和secret
        TOKEN_SESSION.put(token, code);

        response.setHeader(LoginConst.AUTHORIZATION_HEADER_NAME, LoginConst.AUTHORIZATION_PREFIX + token);
    }

    @Override
    public boolean containsContext(HttpServletRequest request) {

        String authorization = request.getHeader(LoginConst.AUTHORIZATION_HEADER_NAME);

        return StringUtils.isNotBlank(authorization) && TOKEN_SESSION.containsKey(authorization.substring(7));
    }

}

接着写Filter


@Slf4j
@Setter
public class JwtManagementFilter extends GenericFilter {

    static final String FILTER_APPLIED = "__spring_security_session_jwt_filter_applied";

    private SecurityContextRepository securityContextRepository;
    private AuthenticationTrustResolver trustResolver = new AuthenticationTrustResolverImpl();
    private AuthenticationFailureHandler failureHandler = new SimpleUrlAuthenticationFailureHandler();
    private InvalidSessionStrategy invalidSessionStrategy = null;

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {

        HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) servletRequest;
        HttpServletResponse response = (HttpServletResponse) servletResponse;

        if (request.getAttribute(FILTER_APPLIED) != null) {
            filterChain.doFilter(request, response);
            return;
        }

        request.setAttribute(FILTER_APPLIED, Boolean.TRUE);


        //校验 jwt
        if (!securityContextRepository.containsContext(request)) {
            Authentication authentication = SecurityContextHolder.getContext()
                    .getAuthentication();

            if (authentication != null && !trustResolver.isAnonymous(authentication)) {
                // The user has been authenticated during the current request, so call the
                // session strategy
                securityContextRepository.saveContext(SecurityContextHolder.getContext(),
                        request, response);
            }
            else {
                // No security context or authentication present. Check for a session
                // timeout
                if (isAuthorizationValid(request)) {

                    if (invalidSessionStrategy != null) {
                        invalidSessionStrategy
                                .onInvalidSessionDetected(request, response);
                        return;
                    }
                }
            }
        }

        filterChain.doFilter(request, response);
    }

    private boolean isAuthorizationValid(HttpServletRequest request) {

        String authorization = request.getHeader(LoginConst.AUTHORIZATION_HEADER_NAME);

        return StringUtils.isNotBlank(authorization);
    }
}

Configurer类用来配置Filter和一些其他的组件


public class JwtManagementConfigurer<H extends HttpSecurityBuilder<H>>
        extends AbstractHttpConfigurer<JwtManagementConfigurer<H>, H> {

    @Override
    public void configure(H builder) throws Exception {

        JwtManagementFilter jwtManagementFilter = new JwtManagementFilter();

        jwtManagementFilter.setSecurityContextRepository(JwtSecurityContextRepository.getInstance());

        JwtManagementFilter filter = postProcess(jwtManagementFilter);

        builder.addFilterBefore(filter, SessionManagementFilter.class);
    }
}

这个时候问题来了拦截的逻辑都写好了但是具体的认证逻辑是在哪里呢

就是 JwtAuthenticationProvider

public class JwtAuthenticationProvider implements AuthenticationProvider {

    @Override
    public Authentication authenticate(Authentication authentication) throws AuthenticationException {
        if (!supports(authentication.getClass())) {
            return null;
        }

        JwtAuthenticationToken jwtAuthentication = (JwtAuthenticationToken) authentication;

        String token = jwtAuthentication.getToken();

        if (TOKEN_SESSION.containsKey(token))
            return authentication;

        throw new BadCredentialsException("token 已失效");
    }

    @Override
    public boolean supports(Class<?> authentication) {

        return JwtAuthenticationToken.class.isAssignableFrom(authentication);
    }

}

最后把这些配置放到配置文件中

@Override
protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
    http
            //关掉csrf方便httpclient调试和以后的jwt token
            .csrf().disable()

            .formLogin()

            .and()
            //所有的请求都需要认证
            .authorizeRequests()
            .anyRequest()
            .authenticated()

            //无状态session
            .and()
            .sessionManagement().sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS)

            //JWT相关配置
            .and()
            .apply(new JwtManagementConfigurer<>())

            //JWT认证Provider
            .and()
            .authenticationProvider(new JwtAuthenticationProvider());

}

不要忘记了repository
不止我们的配置需要用所以需要放到shareobject里一份

@Override
protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
    auth.userDetailsService(userDetailsService);
    auth.setSharedObject(SecurityContextRepository.class, JwtSecurityContextRepository.getInstance());
}

一个最简单的spring security就配置完成了

这里面虽然没有涉及到权限也没有做严格的校验

仔细看看源代码你就知道如何拓展权限和完整的校验

项目地址 Github:shenlanAZ/accelerator

tag:spring-security

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