SpringBoot+SpringSecurity+JWT實現(xiàn)系統(tǒng)認證與授權(quán)示例
1. Spring Security簡介
Spring Security是Spring的一個核心項目,它是一個功能強大且高度可定制的認證和訪問控制框架。它提供了認證和授權(quán)功能以及抵御常見的攻擊,它已經(jīng)成為保護基于spring的應(yīng)用程序的事實標準。
Spring Boot提供了自動配置,引入starter依賴即可使用。
Spring Security特性總結(jié):
- 使用簡單,提供Spring Boot starter依賴,極易與Spring Boot項目整合。
- 專業(yè),提供CSRF防護、點擊劫持防護、XSS防護等,并提供各種安全頭整合(X-XSS-Protection,X-Frame-Options等)。
- 密碼加密存儲,支持多種加密算法
- 擴展性和可定制性極強
- OAuth2 JWT認證支持
- … …
2. JWT簡介
JWT(Json web token),是為了在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境間傳遞聲明而執(zhí)行的一種基于JSON的開放標準(RFC 7519).該token被設(shè)計為緊湊且安全的,特別適用于分布式站點的單點登錄(SSO)場景。JWT的聲明一般被用來在身份提供者和服務(wù)提供者間傳遞被認證的用戶身份信息,以便于從資源服務(wù)器獲取資源,也可以增加一些額外的其它業(yè)務(wù)邏輯所必須的聲明信息(例如,權(quán)限信息)。一旦用戶被授予token,用戶即可通過該token訪問服務(wù)器上的資源。
https://jwt.io/,該網(wǎng)站提供了一個debuggr,便于初學(xué)者學(xué)習(xí)理解JWT。
3. Spring Boot整合Spring Security
注意本篇文章演示使用JDK和Spring Boot的版本如下:
Spring Boot:2.7.2
JDK:11
不同的Spring Boot版本配置不同,但是原理相同。
在Spring Boot項目的pom.xml文件中加入下面的依賴:
<!-- Spring Security的Spring boot starter,引入后將自動啟動Spring Security的自動配置 -->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
</dependency>
<!-- 下面的依賴包含了OAuth2 JWT認證實現(xiàn) -->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-oauth2-resource-server</artifactId>
</dependency>
以上兩個依賴即可。
4. 配置Spring Security使用JWT認證
注意: 不同的Spring Boot版本配置不同,但是原理相同,本文使用的是Spring Boot:2.7.2。
主要是配置HttpSecurity Bean生成SecurityFilterBean,配置如下:
import com.nimbusds.jose.jwk.JWK;
import com.nimbusds.jose.jwk.JWKSet;
import com.nimbusds.jose.jwk.RSAKey;
import com.nimbusds.jose.jwk.source.ImmutableJWKSet;
import com.nimbusds.jose.jwk.source.JWKSource;
import com.nimbusds.jose.proc.SecurityContext;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.security.config.annotation.method.configuration.EnableMethodSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity;
import org.springframework.security.config.http.SessionCreationPolicy;
import org.springframework.security.oauth2.jwt.JwtDecoder;
import org.springframework.security.oauth2.jwt.JwtEncoder;
import org.springframework.security.oauth2.jwt.NimbusJwtDecoder;
import org.springframework.security.oauth2.jwt.NimbusJwtEncoder;
import org.springframework.security.oauth2.server.resource.authentication.JwtAuthenticationConverter;
import org.springframework.security.oauth2.server.resource.authentication.JwtGrantedAuthoritiesConverter;
import org.springframework.security.oauth2.server.resource.web.BearerTokenAuthenticationEntryPoint;
import org.springframework.security.oauth2.server.resource.web.access.BearerTokenAccessDeniedHandler;
import org.springframework.security.web.SecurityFilterChain;
import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;
import java.security.interfaces.RSAPublicKey;
/**
* Spring Security 配置
*
* @author cloudgyb
* @since 2022/7/30 18:31
*/
@Configuration(proxyBeanMethods = false)
@EnableMethodSecurity
public class WebSecurityConfigurer {
//使用RSA對JWT做簽名,所以這里需要一對秘鑰。
//秘鑰文件的路徑在application.yml文件中做了配置(具體配置在下面)。
@Value("${jwt.public.key}")
private RSAPublicKey key;
@Value("${jwt.private.key}")
private RSAPrivateKey priv;
/**
* 構(gòu)建SecurityFilterChain bean
*/
@Bean
SecurityFilterChain defaultSecurityFilterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
//"/login"是系統(tǒng)的登錄接口,所以需要匿名可訪問
http.authorizeRequests().antMatchers("/login").anonymous();
//其他請求都需認證后才能訪問
http.authorizeRequests().anyRequest().authenticated()
.and()
//采用JWT認證無需session保持,所以禁用掉session管理器
.sessionManagement().sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS).and()
//login接口可能來自其他站點,所以對login不做csrf防護
.csrf((csrf) -> csrf.ignoringAntMatchers("/login"))
//配置認證方式為JWT,并且配置了一個JWT認證裝換器,用于去掉解析權(quán)限時的SCOOP_前綴
.oauth2ResourceServer().jwt().jwtAuthenticationConverter(
JwtAuthenticationConverter()
);
//配置認證失敗或者無權(quán)限時的處理器
http.exceptionHandling((exceptions) -> exceptions
.authenticationEntryPoint(new BearerTokenAuthenticationEntryPoint())
.accessDeniedHandler(new BearerTokenAccessDeniedHandler())
);
//根據(jù)配置生成SecurityFilterChain對象
return http.build();
}
/**
* JWT解碼器,用于認證時的JWT解碼
*/
@Bean
JwtDecoder jwtDecoder() {
return NimbusJwtDecoder.withPublicKey(this.key).build();
}
/**
* JWT編碼器,生成JWT
*/
@Bean
JwtEncoder jwtEncoder() {
JWK jwk = new RSAKey.Builder(this.key).privateKey(this.priv).build();
JWKSource<SecurityContext> jwks = new ImmutableJWKSet<>(new JWKSet(jwk));
return new NimbusJwtEncoder(jwks);
}
/**
* JWT認證解碼時,去掉Spring Security對權(quán)限附帶的默認前綴SCOOP_
*/
@Bean
JwtAuthenticationConverter JwtAuthenticationConverter() {
final JwtGrantedAuthoritiesConverter jwtGrantedAuthoritiesConverter = new JwtGrantedAuthoritiesConverter();
jwtGrantedAuthoritiesConverter.setAuthorityPrefix("");
final JwtAuthenticationConverter jwtAuthenticationConverter = new JwtAuthenticationConverter();
jwtAuthenticationConverter.setJwtGrantedAuthoritiesConverter(jwtGrantedAuthoritiesConverter);
return jwtAuthenticationConverter;
}
}
application.yml
jwt: private.key: classpath:app.key public.key: classpath:app.pub
上邊的配置需要在Spring Boot項目的Resource目錄下生成一對RSA秘鑰。
可以使用下面的網(wǎng)站進行生成:http://tools.jb51.net/password/rsa_encode/,注意: 密鑰格式使用 PKCS#8,私鑰密碼為空。
還有一點需要說明,我在代碼中使用了Spring Boot的值注入:
@Value("${jwt.public.key}")
private RSAPublicKey key;
@Value("${jwt.private.key}")
private RSAPrivateKey priv;
有沒有很好奇Spring Boot是如何將yaml文件中的字符串對應(yīng)的文件轉(zhuǎn)換為RSAPublicKey和RSAPrivateKey ?
其實是Spring Security幫我們做了處理,在Spring Security中幫我們實現(xiàn)了一個轉(zhuǎn)換器ResourceKeyConverterAdapter,具體可以閱讀相關(guān)源碼來更深入的了解。
至此我們的項目已經(jīng)支持JWT認證了。
但是用戶需要在請求頭Authorization中攜帶合法的JWT才能通過認證,進而訪問服務(wù)器資源,那么如何給用戶頒發(fā)一個合法的JWT呢?
很簡單,可以提供一個登錄接口,讓用戶輸入用戶名和密碼,匹配成功后頒發(fā)令牌即可。
其實并不是必須這樣做,還有其他方式,比如我們調(diào)用第三方接口,我們經(jīng)常的做法是先去第三方申請,申請通過后我們就可以得到一個令牌。這個過程和上面的登錄通過后頒發(fā)一個令牌是一樣的,都是通過合法的途徑獲得一個令牌!
5. 實現(xiàn)登錄接口
登錄接口只有一個目的,就是給合法用戶頒發(fā)令牌!
登錄API接口:
@RestController
public class SysLoginController {
private final SysLoginService sysLoginService;
public SysLoginController(SysLoginService sysLoginService) {
this.sysLoginService = sysLoginService;
}
@PostMapping("/login")
public String login(@RequestBody LoginInfo loginInfo) {
return sysLoginService.login(loginInfo);
}
}
登錄邏輯實現(xiàn):
@Service
public class SysLoginService {
private final JwtEncoder jwtEncoder;
private final SpringSecurityUserDetailsService springSecurityUserDetailsService;
public SysLoginService(JwtEncoder jwtEncoder, SpringSecurityUserDetailsService springSecurityUserDetailsService) {
this.jwtEncoder = jwtEncoder;
this.springSecurityUserDetailsService = springSecurityUserDetailsService;
}
public String login(LoginInfo loginInfo) {
//從用戶信息存儲庫中獲取用戶信息
final UserDetails userDetails = springSecurityUserDetailsService.loadUserByUsername(loginInfo.getUsername());
final String password = userDetails.getPassword();
//匹配密碼,匹配成功生成JWT令牌
if (password.equals(loginInfo.getPassword())) {
return generateToken(userDetails);
}
//密碼不匹配,拋出異常,Spring Security發(fā)現(xiàn)拋出該異常后會將http響應(yīng)狀態(tài)碼設(shè)置為401 unauthorized
throw new BadCredentialsException("密碼錯誤!");
}
private String generateToken(UserDetails userDetails) {
Instant now = Instant.now();
//JWT過期時間為36000秒,也就是600分鐘,10小時
long expiry = 36000L;
String scope = userDetails.getAuthorities().stream()
.map(GrantedAuthority::getAuthority)
.collect(Collectors.joining(" "));
//將用戶權(quán)限信息使用空格分割拼為字符串,放到JWT的payload的scope字段中,注意不要改變scope這個屬性,這是Spring Security OAuth2 JWT默認處理方式,在JWT解碼時需要讀取該字段,轉(zhuǎn)為用戶的權(quán)限信息!
JwtClaimsSet claims = JwtClaimsSet.builder()
.issuer("self")
.issuedAt(now)
.expiresAt(now.plusSeconds(expiry))
.subject(userDetails.getUsername())
.claim("scope", scope)
.build();
return this.jwtEncoder.encode(JwtEncoderParameters.from(claims)).getTokenValue();
}
}
其他非核心代碼這里就不貼出來了,我將代碼放到github上了,具體可以轉(zhuǎn)到https://github.com/cloudgyb/spring-security-study-jwt。
6. 測試
使用postman測試一下:
使用錯誤的密碼,會返回401 Unauthorized的狀態(tài)碼,表示我們認證失敗!

使用正確的用戶名和密碼:

返回了JWT令牌。
此時客戶端拿到了合法的令牌,接下來就可以訪問服務(wù)器上有權(quán)訪問的資源了。
我寫了一個測試接口:
@RestController
public class HelloController {
@GetMapping("/")
@PreAuthorize("hasAuthority('test')")
public String hello(Authentication authentication) {
return "Hello, " + authentication.getName() + "!";
}
}
該接口需要用戶擁有"test"的權(quán)限,但是登錄用戶沒有該權(quán)限(只有一個app的權(quán)限),此時調(diào)用該接口:
首先將上一步登錄獲得的令牌粘貼到token中:

我們發(fā)送請求得到了403 Forbidden的響應(yīng),意思就是我們沒有訪問權(quán)限,此時我們將接口權(quán)限改為“app”:
@RestController
public class HelloController {
@GetMapping("/")
@PreAuthorize("hasAuthority('app')")
public String hello(Authentication authentication) {
return "Hello, " + authentication.getName() + "!";
}
}
重啟項目。再次發(fā)起請求:

我們已經(jīng)可以正常訪問了!
Spring Security專業(yè)性很強,有些術(shù)語對于初學(xué)者可能有點難度,但是一旦掌握這些概念,你會喜歡上Spring Security的!
7. 源碼
這兒有一個可直接運行的demo供參考:https://github.com/cloudgyb/spring-security-study-jwt。
到此這篇關(guān)于SpringBoot+SpringSecurity+JWT實現(xiàn)系統(tǒng)認證與授權(quán)示例的文章就介紹到這了,更多相關(guān)SpringBoot SpringSecurity JWT認證授權(quán)內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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