SpringBoot 如何使用 JWT 保护 Rest Api 接口
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、Jwt 介绍
JSON Web Token (JWT)是一个开放标准(RFC 7519),它定义了一种紧凑的、自包含的方式,
用于作为 JSON 对象在各方之间安全地传输信息。该信息可以被验证和信任,因为它是数字签名的。
Jwt 主要应用场景:授权
Authorization (授权) : 这是使用 JWT 的最常见场景。一旦用户登录,后续每个请求都将包含 JWT,允许用户访问该令牌允许的路由、服务和资源。单点登录是现在广泛使用的 JWT 的
一个特性,因为它的开销很小,并且可以轻松地跨域使用。
在认证的时候,当用户用他们的凭证成功登录以后,一个 JSON Web Token 将会被返回。此后,token 就是用户凭证了。为什么不用 session:因为做了完全的前后端分离,前段页面每次发出 Ajax 请求都会建立一个新的回话请求,没办法通过 session 来记录跟踪用户回话状态。所以采用 JWT,来完成回话跟踪、身份验证。Session 是在服务器端的,而 JWT 是在客户端的。
JWT 使用流程:
- 用户携带用户名和密码请求访问
- 服务器校验用户凭据
- 应用提供一个 token 给客户端
- 客户端存储 token,并且在随后的每一次请求中都带着它
- 服务器校验 token 并返回数据
二、搭建基础 SpringBoot 工程
2.1、新建一个 SpringBoot 工程,引入所需依赖包
<dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId> </dependency>
2.2、编写测试 Controller HelloController
package com.offcn.controller; import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.RestController; @RestController public class HelloController { @RequestMapping("/hello") public String hello(){ return "hello"; } }
2.3、编写应用主启动类
package com.offcn; 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 SpringbootSecurityJwtApplication { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(SpringbootSecurityJwtApplication.class, args); } }
2.4、测试应用
访问地址:http://localhost:8080/hello
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。
三、增加用户注册功能
3.1、导入数据库所需依赖包
<!-- spring-data-jpa --> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId> </dependency> <!-- mysql --> <dependency> <groupId>mysql</groupId> <artifactId>mysql-connector-java</artifactId> <version>5.1.30</version> </dependency> <dependency> <groupId>org.projectlombok</groupId> <artifactId>lombok</artifactId> </dependency>
3.2、修改配置文件 application.yml 配置数据库连接
spring: datasource: url: jdbc:mysql://localhost:3306/springboot-security?serverTimezone=GMT%2B8 username: root password: 123 driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver jpa: hibernate: ddl-auto: update show-sql: true application: name: demo1 #配置应用名称
3.3、新建一个实体类 User
@Entity @Table(name = "tb_user") @Data @NoArgsConstructor @AllArgsConstructor public class User { @Id @GeneratedValue private Long id; private String username; private String password; }
3.4、新建一个 dao 实现 JpaRepository 接口
package com.offcn.dao; import com.offcn.po.User; import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository; public interface UserDao extends JpaRepository<User,Long> { User findByUsername(String username); }
3.5、新建 UserController 类中增加注册方法,实现用户注册的接口
package com.offcn.controller; import com.offcn.dao.UserDao; import com.offcn.po.User; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.springframework.stereotype.Controller; import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.RequestBody; import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody; @Controller @RequestMapping("/users") public class UserController { @Autowired private UserDao userDao; /** * 该方法是注册用户的方法,默认放开访问控制 * @param user */ @PostMapping("/signup") @ResponseBody public String signUp(@RequestBody User user) { user.setPassword(user.getPassword()); try { userDao.save(user); return "success"; } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); return "error"; } } }
3.6 测试用户注册
请求地址:http://localhost:8080/users/signup
四、添加 JWT 认证
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。
4.1、导入 JWT 及 SpringSecurity 所需依赖包
<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>
4.2、编写登录处理过滤器类 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 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。
/** * 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。 * */ 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); } }
4.3、编写 Token 校验过滤器类 JWTAuthenticationFilter
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。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。
/** * 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 * */ 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; } }
五、SpringSecurity 配置集成 JWT 认证
5.1、编写 SpringSecurity 用户及权限验证类UserDetailServiceImpl
@Service("userDetailServiceImpl") public class UserDetailServiceImpl implements UserDetailsService { @Autowired private UserDao userDao; @Override public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException { //根据用户名查询用户信息 com.offcn.po.User user = userDao.findByUsername(username); //为用户授权(暂时未验证权限) List<GrantedAuthority> grantedAuthorityList=new ArrayList<>(); grantedAuthorityList.add(new SimpleGrantedAuthority("ROLE_USER")); return new User(username,user.getPassword(),grantedAuthorityList); } }
5.2、修改程序主启动类,增加密码加密生成器配置
@SpringBootApplication public class SpringbootSecurityJwtApplication { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(SpringbootSecurityJwtApplication.class, args); } @Bean public BCryptPasswordEncoder bCryptPasswordEncoder() { return new BCryptPasswordEncoder(); } }
5.3、编写 SpringSecurity 配置类 WebSecurityConfig
通过 SpringSecurity 的配置,将上面的 JWT 过滤器类组合在一起。
/** * SpringSecurity 的配置 * 通过 SpringSecurity 的配置,将 JWTLoginFilter,JWTAuthenticationFilter 组合在一起 * */ @Configuration @Order(SecurityProperties.DEFAULT_FILTER_ORDER) public class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter { @Autowired private UserDetailsService userDetailServiceImpl; @Autowired private 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(userDetailServiceImpl).passwordEncoder(bCryptPasswordEncod er); } }
5.4、修改 UserController 类 增加注册加密密码
@Controller @RequestMapping("/users") public class UserController { @Autowired private BCryptPasswordEncoder bCryptPasswordEncoder; @Autowired private UserDao userDao; /** * 该方法是注册用户的方法,默认放开访问控制 * @param user */ @PostMapping("/signup") @ResponseBody public String signUp(@RequestBody User user) { user.setPassword(bCryptPasswordEncoder.encode(user.getPassword())); try { userDao.save(user); return "success"; } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); return "error"; } } }
六、测试 Token
6.1、测试请求 hello 接口
请求地址:http://localhost:8080/hello
6.2、重新注册一个账号
清空数据表
重新注册一个账号:
请求地址:http://localhost:8080/users/signup
查看数据库
6.3、测试登录
请求地址:http://localhost:8080/login
发 post 请求
响应的请求头 Authorization 的值就是 token
Bearer
eyJhbGciOiJIUzUxMiJ9.eyJzdWIiOiJ0ZXN0IiwiZXhwIjoxNTY1MjY0OTQxfQ.CW-QwtE1Q2
Z69NNUnH_wPIaJjJpTFnh8eR3z03ujw-hb3aMO61yuir6w-T0X0FdV9k2WQrj903J9VDz6ijPJt
Q
6.4、用登录后的 token 再次请求 hello 接口
注意:在请求头中携带 token
请求头名称:Authorization
携带对应的 token 值。
可以看到正常响应结果。
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