SpringSecurity-OAuth2+JWT+SpringCloudGateway实现统一鉴权管理

SpringSecurityJava学习笔记

版权 本文为时间海绵原创文章，转载无需和我联系，但请注明来自博客 https://blog.hzchendou.com

一、SpringSecurity 入门

介绍

SpringSecurity 是Spring 全家桶中的安全框架，为了解决“用户身份认证”、“资源访问鉴权”这两个核心问题，SpringSecurity提供了一整套安全框架，基于安全框架，用户可以自定义身份认证、资源鉴权功能，例如：手机验证码登录、基于RDBC鉴权等，本文章主要介绍如何创建基于SpringSecurity项目。

项目创建

项目源码已上传到Gitee: 地址。

项目依赖

基于 SpringBoot 创建SpringSecurity 可以实现开箱即用功能，引入依赖项：

– SpringBoot依赖

– Spring MVC 依赖（搭建基于 http 协议的web项目）

– Spring Security 依赖

详细 pom 文件可以参见源码：https://gitee.com/hzchendou/spring-security-demo/blob/lesson1/pom.xml

项目模块

创建简单mvc API，代码如下：

项目启动

自此完成项目配置，基于SpringBoot 自动装配功能可以帮助我们完成大部分配置，引入依赖后会帮助创建一个基础运行框架，配置了一些默认配置项，运行项目后看到如下日志：

会生成一串用户密码，这是SpringSecurity 帮助学习的默认配置，后续将会讲解，

启动完成在浏览器输入访问地址：http://localhost:8080/anonymity/hello

网页会自动跳转到 http://localhost:8080/login

输入用户名：user

输入密码：在日志中的一串字符串, 这里是 *ab60d0d9-a34b-4aee-ad31-e8881672c6a0*（由程序自动生成，每次生成内容不一样）

登录成功后跳转到指定地址，得到内容如下：

至此完成SpringSecurity项目搭建，SpringSecurity 提供了默认配置，默认组织匿名访问接口。

总结

  1. SpringSecurity 项目搭建很方便，结合 SpringBoot 进行使用可以快速完成基础框架搭建，同时提供默认配置，不需要任何配置即可完成项目资源保护
  2. SpringSecurity 提供了 用户身份鉴定（用户登录）， 以及用户访问权限控制（判断是否拥有权限访问项目接口）

上述内容帮助完成搭建基础项目，当然这样的程序无法满足实际项目需求，我们需要自定义认证（登录方式）以及 鉴权（权限控制）流程，下一篇我们将在此基础上自定义登录方式

特别声明：项目采用最新SpringSecurity版本：5..7.1，版本升级带来了一点新变化，可能与老版本由一点不同，但是核心理念是一致的

二、SpringSecurity 自定义手机验证登录方式

简介

在上一篇文章中，我们介绍了如何搭建一套基于SpringSecuity的项目框架，并且进行了演示，本文将继续扩展项目功能，实现自定义用户登录功能。

项目源码仓库：Gitee

代码分支：lesson2

原理介绍

SpringSecurity 提供了web服务项目相关的安全配置，通常我们使用 Spring MVC进行开发（基于Servlet 容器技术实现，现在 Spring 提供了 WebFlux 技术可以提高系统吞吐量，两者都是基于 HTTP协议开发的web服务，MVC提供的是阻塞I/O，WebFlux 提供非阻塞 I/O），Servlet 容器中提供了两种核心组件：

  1. Filter
  2. Servlet

Filter 简介

Filter 组件可以实现过滤器功能，Http 请求达到时，Filter 优先接收到请求信息，并且可以依据业务逻辑对请求提前进行处理，例如，CORS（浏览器的同源请求策略, 详细信息参见：阮一峰网络日志）, 对于非同源的请求，项目方可以按照要求选择拒绝或者接受请求，接口定义如下：

在 public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException; 方法中可以获取到http 请求信息，并且可以阻断 Http 请求，防止调用实际的业务逻辑代码，例如 实现基于IP黑名单过滤器，发现请求IP 在系统的 IP黑名单中，可以直接返回错误信息阻止请求继续执行。

Servlet 简介

Servlet 组件用于接收Http请求信息，并依据请求信息进行处理，项目的业务逻辑在 Servlet 中进行处理，接口定义如下：

其中最主要的是 public void service(ServletRequest req, ServletResponse res) throws ServletException, IOException; 业务逻辑代码在此处进行调用处理（Spring MVC 中的重要组件 DispatcherServlet 是Servlet 子类，通过 service 方法接收并处理 Http 请求）

SpringSecurity原理

通过上述Servlet 技术简单讲解，我们知道Filter主要用于实现过滤功能，这些功能与业务逻辑关系不大，可以在请求进入业务逻辑之前进行拦截处理，保障系统稳定运行，SpringSecurity正是通过一系列“Filter组件”来实现安全过滤功能（在执行业务逻辑之前对Http请求进行身份校验和权限控制），SpringSecurity 中的两个主要功能分别是：

  • 身份校验：对当前发起请求的用户（可能是真实用户，也可能是网络爬虫或者是恶意攻击者）进行身份识别，主要解决你是谁的问题
  • 权限控制：对当前访问资源进行权限控制（管理后台功能只对管理员开发，普通用户无法访问），主要解决你是否有权限访问资源

通过上述两个功能点可以实现系统的访问控制安全，对于不符合要求的请求，直接返回错误信息，阻止不安全的资源访问。本文重点讲解身份校验，权限控制将在后续进行分析。

用户名密码登录分析

在之前文章中使用“user”用户进行了登录，这是SpringSecurity提供的默认用户密码登录实现："org.springframework.security.web.authentication.UsernamePasswordAuthenticationFilter"，这是一个Filter 子类，可以实现Filter过滤功能，核心代码如下：

我们来分析一下 attemptAuthentication 方法，执行的逻辑如下：

  1. 判断Http请求是否为用户密码登录请求（主要看请求路径是否为 /login 并且为 POST方法）
  2. 获取请求中的用户名密码信息（登录参数信息）
  3. 委托给AuthenticationManager组件进行身份验证
  4. 返回成功或者是错误信息

可以理解为Filter中并没有承担核心的身份信息校验责任，主要完成校验请求是否为用户名密码请求，如果是提取出相关参数，委托给AuthenticationManager组件校验身份，如果成功返回Authentication对象。这里有几个关键的类：

  • UsernamePasswordAuthenticationToken：保存用户名密码信息（是Authentication的子类）
  • Authentication：代表待验证信息或者是已验证完成后的身份信息（可以是未验证的信息也可以是已验证的身份信息，通过方法boolean isAuthenticated() 返回值判断是为已验证信息）
  • AuthenticationManager：验证管理器负责对待验证信息内容进行验证，验证成功返回身份信息，失败返回错误信息

UsernamePasswordAuthenticationToken和Authentication都是数据模型类，不存在处理逻辑，AuthenticationManager是主要的验证逻辑处理类，在SpringSecurity 中提供了ProviderManager实现类，核心代码如下：

在上述代码中最主要的是private List providers = Collections.emptyList();属性信息，ProviderManager委托该属性循环处理Authentication子类对象，直到验证通过或者是全部不通过, AuthenticationProvider接口定义如下：

SpringSecurity中提供了对UsernamepasswordAuthenticationToken参数验证的AuthenticationProvider子类DaoAuthenticationProvider，相关接口实现如下：

  • 判断是否支持方法

  • 身份验证逻辑

整体流程图如下所示：

img

自定义验证流程

通过上述分析我们可以知道，自定义一个身份验证逻辑需要实现以下三个组件：

  1. 自定义验证参数类型：Authentication
  2. 自定义拦截过滤器：Filter
  3. 自定义特定验证参数类型验证器：AuthenticationProvider

下面我们将实现常用的手机验证码验证登录功能。

自定义验证参数

通过分析UsernamePasswordAuthenticationToken组件，我们知道该Token主要包装验证参数信息，方便后续使用，实现逻辑如下：

自定义拦截器

通过分析UsernamePasswordAuthenticationFilter组件，我们知道拦截器主要完成三个功能：

  1. 拦截特定请求
  2. 解析参数
  3. 委托给验证器进行验证处理

手机验证码登录拦截POST/phone/login请求,解析参数，包装成PhoneCodeAuthenticationToken对象,最后委托给AuthenticationManager组件验证，具体代码参见Gitee仓库:地址

运行验证

程序启动后发起POST请求，参数信息：

  • phone：15000000000
  • code：888888

请求成功后返回用户信息（SpringSecurity默认配置会将登录成功请求跳转到 / 路径）：

至此完成手机验证码登录功能

我们使用POST请求，SpringSecurity默认提供csrf保护，会拦截 POST请求，因此需要禁用

总结

  • SpringSecurity 使用Servlet容器组件Filter功能进行请求拦截，实现身份校验以及权限控制
  • SpringSecurity 使用AuthenticationManager来实现身份校验功能（实际上你可以在Filter中直接完成身份验证功能，但是这种硬编码方式会增加程序耦合性，后期维护/扩展不方便）
  • SpringSecurity 中的AuthenticationManager委托多个AuthenticationProvider对请求参数进行校验
  • 自定义手机验证码验证流程需要实现三个类：
    • 继承Filter的PhoneCodeAuthenticationFilter, 对手机验证码登录请求进行拦截，并解析处请求参数信息，最后委托给AuthenticationManager进行身份校验
    • 继承Authentication的PhoneCodeAuthenticationToken
    • 登录时存放请求参数信息：手机号和验证码
    • 登录成功后存放用户信息：用户名、手机号、权限等
    • 继承AuthenticationProvider的PhoneCodeAuthenticationProvider，对请求参数进行验证，验证通过返回用户信息

有过SpringSecurity开发经验的同学会发现仓库中的代码使用HttpSecurity进行配置的方式与之前的方式不同，这是SpringSecurity官方在新版中推荐使用的方式，老版本的配置方式将会被遗弃，目前两种方式都可以使用

参考文档

三、SpringSecurity 动态权限访问控制

简介

在先前文章中我们搭建了SpringSecurity项目，并且讲解了自定义登录方式需要做哪些工作，如果你感兴趣可以前往博客阅读文章以及代码，在本文将继续讲解如何实现动态权限控制。

代码仓库：Gitee

代码分支：lesson3

目标

Web项目通常都有前台和后台服务，前台服务面向目标客户，后台服务为项目方提供管理和数据分析服务，因此不同的用户需要赋予不同的角色，例如前台用户角色为USER，后台用户为ADMIN，USER允许访问"/user/hello"接口，ADMIN允许访问"/admin/hello"接口，但是USER不能访问。这是项目必须有的基本功能，同时访问规则也会不断变化，例如: 有一个用户昵称功能，初期只允许会员用户（可以理解为拥有角色VIP的用户）使用，后期产品决定全员都可以使用，这种需求也很常见，如果采用硬编码的方式那么会导致频繁修改代码，测试、发布，增加额外工作量，如果可以动态配置接口访问权限，那么就能减少很多工作量，SpringSecurity框架提供了扩展点，基于这些扩展点可以很方便的实现动态权限控制访问功能，我们再来回顾一下需求：

  • 基于角色进行接口权限控制
  • 访问接口需要的角色可以动态配置

原理分析

通过上一篇文章我们知道SpringSecurity基于Filter实现身份验证和权限控制功能，SpringSecurity提供了实现类FilterSecurityInterceptor对访问路径进行权限控制，核心代码逻辑如下：

在访问实际业务逻辑之前调用父级方法beforeInvocation进行权限判断，如果权限不符合要求，直接抛出异常阻止访问实际业务逻辑，核心代码如下：

这里有两个重点内容：

  1. 通过this.obtainSecurityMetadataSource().getAttributes(object);方法来获取访问所需要的权限信息
  2. 通过attemptAuthorization(object, attributes, authenticated)方法对访问所需的权限以及用户身份信息进行决策，判断是否允许访问

路径权限分析

上述的this.obtainSecurityMetadataSource()方法返回SecurityMetadataSource类型对象，该接口核心代码如下：

可以看出SecurityMetadataSource的主要作用是给出当前访问需要哪些权限，方便后续判断，可以理解为一个数据源，用来获取访问权限列表

访问权限控制分析

这里我们需要重点查看方法attemptAuthorization(object, attributes, authenticated);包含对用户访问控制权限进行判断，核心代码如下：

这个方法很简单，就是委托accessDecisionManager来进行访问决策，我们来看一下这个接口的核心代码：

接口也很简单，有点类似AuthenticationProvider接口，调用decide方法，如果允许访问那么不进行任何处理，如果不允许访问就抛出异常信息。

代码实现梳理分析

上述核心逻辑很简单，但是实现逻辑有点绕，不要紧我们画个流程图再来梳理一遍（觉得绕主要是不相关代码对理解造成了困扰，还有可能就是被这种俄罗斯套娃形式绕晕了）

img

通过上述分析我们可以发现，权限控制需要两个核心功能：

  1. 访问路径所需要的权限（实现接口SecurityMetadataSource）
  2. 依据用户权限、路径所需权限进行决策判断是否允许访问（实现接口AccessDecisionManager）

完成上述功能后，将这些功能组装成FilterSecurityInterceptor类型对象，然后放置到SpringSecurity过滤链中实现过滤功能

代码实现

直接动手实现动态权限控制

实现路径权限获取

这里为了更加贴近实际项目，将提供一个RoleService作为数据源，实现代码如下：

代码很简单，就是初始化数据，提供路径与权限对应的数据服务，在实际项目中通常从数据库中获取这些信息。

下面编写RolePermissionMetadataSource接口的实现类，代码如下：

实现路径访问控制决策类

继承接口AccessDecisionManager，核心代码如下：

组装Filter

我们将上述实现类与FilterSecurityInterceptor进行组装，实现权限动态过滤：

运行验证

我们代码里创建了三个用户：

程序运行完成后使用15000000000进行手机验证码登录：

– POST http://localhost:8080/phone/login?phone=15000000000&code=888888

– 返回：

可以看到拥有ROLE_USER权限，那么我们访问 http://localhost:8080/user/hello, 返回：

访问http://localhost:8080/admin/hello, 返回：

我们看到以上结果符合预期，同理可以使用15888888888用户进行同样的访问操作，在这里我们就不做过多介绍，大家有兴趣可以下载代码自行运行测试，文章开头有代码地址。

如果要修改路径对应的权限，那么只要修改RoleService中的数据即可实现权限动态配置。

总结

通过上述文章分析，我们已经完成权限动态配置，当然运行中展现的JSON数据是配置了对应处理器处理的结果，细节处理请前往代码仓库下载源码自行查看。

为了完成动态权限我们需要完成三个步骤，实现两个接口，步骤如下：

  1. 实现路径权限数据访问接口（实现SecurityMetadataSource）
  2. 实现访问控制决策接口（实现AccessDecisionManager）
  3. 组装Filter并加入到过滤链中（FilterSecurityInterceptor）

熟练掌握上述步骤，实现动态权限控制将不再是难题。

在SpringSecurity 中不仅提供了FilterSecurityInterceptor实现类来对访问进行权限控制，在SpringSecyrity 5.4版本中还提供了AuthorizationFilter实现类来实现相同功能，具体实现方式自行前往仓库进行查看

参考文档

四、SpringSecurity OAuth2统一授权服务

代码

代码仓库：地址

代码分支：lesson4

简介

在先前文章中我们实战演练了在SpringBoot单体应用中使用SpringSecurity开发自定义登录流程以及动态权限控制，有兴趣的同学可以前往博客阅读SpringSecurity相关文章（所有代码都已上传到Gitee仓库, 每篇文章都有一个专属分支）。随着业务的扩张，单体应用无法满足业务需求，微服务是当前大型商业服务的主流架构，在Java领域中，SpringCloud 全家桶是微服务主流开发框架，Spring Cloud Alibaba 是在Spring Cloud 的基础上进行扩展，目的是为了更好的搭配使用Alibaba生态中的微服务组件（Nacos、Sentinel、Seata等）,具体内容可查看文档。

微服务框架如下所示：

img

上图中的服务集群代表具体业务服务，微服务下的权限控制是为了实现服务集群的安全访问，每个服务集群包含1～N个服务，如果每个服务都定义一套安全策略，那么后期维护将会是一个大工程，因此需要统一安全策略，实现全局安全访问。

OAuth2

OAuth是一个关于授权（authorization）的开放网络标准，2.0版本在全世界得到广泛应用，网上有很多讲解OAuth2的文档，如果你对OAuth没有概念，可以查看往期文章：理解OAuth2.0、OAuth2.0的一个简单解释、OAuth2.0的四种调用方式。

假设我们是一家公司，公司内部有以下业务部门：

  • 微信：提供聊天、账户系统，同时对外提供账户授权登录服务
  • 电子支付：提供在线支付服务
  • 王者荣耀：提供王者荣耀游戏服务

img

为了实现各个业务系统之间相互调用，需要一套授权系统，对内外系统提供统一的授权访问服务，OAuth协议能够满足上述要求，只需要一套授权服务就能同时满足内外系统的调用要求。

SpringSecurity OAuth

OAuth 涉及四个角色：

  • 用户：实际拥有资源所有权的使用者，例如：张三
  • 客户端：提供应用功能的程序客户端，可以是APP形式、web形式，例如：时间海绵博客（）
  • 授权服务：实现OAuth2授权协议，对外提供授权服务，例如：微信开发平台
  • 资源服务：对外提供资源访问服务，例如：我们使用微信的微信扫码登录时为网站提供用户信息的微信服务

下面以微信登录为例：

img

传统的模式中，我们默认web客户端是可信任的，所以没有用户授权的过程，可以访问任何数据。在OAuth协议中，客户端默认是不可信任的，需要进行授权处理。无论是内部客户端还是外部客户端都需要得到授权服务器的认证，但是内部和外部客户端可以使用不同的授权认证方式（比如最严格的授权码方式和最简单的客户端方式）。

授权服务器

使用 spring-security-oauth2 搭建授权服务器，对外提供以下功能：

同时需要管理客户端信息，客户端信息包含以下属性：

在先前的文章中提到了UserDetailsService用于查询用户信息，在OAuth中需要提供ClientDetailsService来查询客户端信息，代码如下：

同时需要引入AuthorizationServerConfigurer对授权服务进行配置，代码如下：

使用@EnableAuthorizationServer注解配置会自动配置AuthorizationEndpoint、TokenEndpoint、CheckTokenEndpoint接口，提供OAuth授权服务。

至此完成授权服务搭建

资源服务器搭建

资源服务器也是使用spring-security-oauth2进行搭建，通过上面的介绍，我们知道资源服务器需要识别access_token来获取用户授权的信息内容，配置信息如下：

通过配置@EnableResourceServer注解，将会在Filter过滤链中添加OAuth2AuthenticationProcessingFilter过滤器拦截请求，依据access_token解析授权信息, 查看请求头是否有Authorization属性，该属性代表access_token信息。

OAuth服务验证

启动授权服务以及资源服务，访问 POST http://localhost:8081/oauth/token，请求参数如下所示（使用密码模式访问）：

返回结果：

启动资源服务，访问 GET http://localhost:8082/admin/hello，请求头信息如下：

返回信息如下：

说明访问成功

总结

SpringSecurity中的功能都是通过组装Filter链来完成特定功能实现，

  • SpringSecurity OAuth授权服务需要提供对外服务，因此还提供了AuthorizationEndpoint、TokenEndpoint、CheckTokenEndpoint等接口模块，当然你也可以用自己的实现来替换这些服务。
  • SpringSecurity OAuth 资源服务提供了OAuth2AuthenticationProcessingFilter过滤器来解析access_token授权信息，获得权限信息，后续的权限验证流程与先前的SpringSecurity单体应用是一致的

参考文档

五、SpringSecurity OAuth2扩展自定义授权模式

代码

代码仓库：地址

代码分支：lesson5

简介

在上一篇文章中，我们使用SpringSecurity OAuth2搭建了一套授权服务，对业务系统进行统一授权管理。OAuth提供了四种授权方式：

  • 授权码模式(authorization_code)
  • 简化模式（implicit）
  • 客户端(client_credentials)
  • 密码（password）

在实际业务中上述四种模式不能满足所有要求，例如业务系统接入了短信验证码登录方式，需要进行扩展满足业务需求

手机验证码登录

原理分析

SpringSecurity OAuth在使用@EnableAuthorizationServer注解会自动装配TokenEndpoint对象，这个对象会提供一个POST /oauth/token接口，我们以密码授权模式分析调用流程，如下所示：

img

用户在时间海绵博客发起用户名密码登录请求，时间海绵博客服务器端接收到请求后，调用OAuth协议中的密码授权模式发送请求到OAuth授权服务器，请求信息如下：

在ClientCredentialsTokenEndpointFilter过滤器中对客户端信息（client_id和client_secret）进行校验，授权成功后才能访问TokenEndpoint接口（这里要注意，对于OAuth授权服务器来说，过滤链主要完成对客户端信息的校验，用户信息在TokenEndpoint中进行校验，这是因为不同的授权模式关注的用户信息类型不同，需要具体问题具体分析）。

在TokenEndpoint中依据验证的客户端信息以及请求的授权模式进行对比，校验客户端是否有权限进行特定类型授权请求，校验通过后委托给TokenGranter组件进行具体授权模式校验，如上图所示，ResourceOwnerPasswordTokenGranter负责对密码授权模式请求校验，SpringSecurity OAuth还提供了以下实现来校验授权请求：

  • ResourceOwnerPasswordTokenGranter负责校验密码模式（password）请求

TokenGranter校验成功将返回AccessToken信息，后续客户端可以使用AccessToken信息获取到授权用户信息完成对应操作。

通过上述可以知道，如果要扩展实现短信验证码模式，需要自定义实现TokenGranter组件来校验手机验证码授权请求，TokenGranter定义如下所示：

手机验证码模式代码实现

实现一个继承ToeknGranter接口的类，通过分析已有的TokenGranter子类，我们可以很容易实现，定义一个SmsCodeTokenGranter类，代码实现如下所示：

上述在AuthorizationServerConfigurerAdapter配置类中进行，具体参见代码。

运行校验

需要注意，这是一个新的授权模式，因此需要先授权客户端拥有手机短信验证模式请求权限，配置客户端的authorizedGrantTypes属性包含sms_code权限（这一步参见代码）。

启动服务，发送手机验证码授权请求POST /oauth/token，请求参数：

返回参数信息：

手机短信验证码授权模式验证成功，具体代码参见代码仓库。

总结

  • 扩展自定义授权模式，需要继承TokenGranter接口，实现具体校验逻辑
  • 将实现的自定义授权TokenGraner类装配到TokenEndpoint组件中
  • 特别注意需要将新的授权模式grantType信息授权给指定的客户端，不然客户端无法发送自定义授权模式请求，例如本案例中的sms_code请求

参考文档

六、SpringSecurity OAuth2 + SpringCloud Gateway实现统一鉴权管理

代码

代码仓库：地址

代码分支：lesson6

简介

在先前文章中，我们使用SpringSecurity OAuth2搭建了一套基于OAuth2协议的授权系统，并扩展了手机验证码授权模式。在微服务架构下，网关承担着流量入口的角色，所有的请求都要先经过网关，然后由网关负责转发到具体的服务，因此可以在网关实现统一鉴权，网关对请求中的权限进行鉴定，然后将权限信息转发到具体的资源服务，在资源服务中只需要简单校验请求中的权限信息即可（查看信息是否有效），整体流程如下所示：

img

统一鉴权

SpringCloud Gateway网关

我们在上一篇的基础上引入网关服务，在这里使用SpringCloud Gateway组件进行搭建，引入依赖：

网关在OAuth2授权协议中承担着资源服务的角色，对请求进行身份鉴定和访问权限控制，身份鉴定需要访问OAuth2授权服务，因此需要引入OAuth2资源服务以及客户端依赖：

通过之前的文章，我们可以知道SpringSecurity 通过组装一系列的Filter来完成身份验证和权限访问控制功能，但是SpringCloud Gateway使用了新技术框架Reactive Stack（响应式编程），在Spring中提供了Spring WebFlux模块支持响应式编程，传统的Spring MVC都是基于阻塞I/O编程，而Spring WebFlux是基于非阻塞I/O，我们不再这里讨论这两个的区别，只需要知道WebFlux特别适合I/O密集型性应用，网关就是典型的I/O密集应用（网络I/O处理频繁）。SpringSecurity对WebFlux提供了支持，在WebFlux中WebFilter组件承担着与Filter相似的功能。

我们在先前的应用中通过HttpSecurity组件来组装SpringSecurity功能，在这里要使用新的组件ServerHttpSecurity来组装SpringSecurity功能，配置如下所示：

网关路由配置以及其它细节信息可以前往代码仓库进行查看，在此不做过多解释。

资源服务器

资源服务器也需要做一些调整，不需要对请求进行严格的访问控制，只需要校验网关传递的授权信息即可，然后将授权信息放入到SecurityContext中方便后续处理，同时需要注意在资源服务中还是使用Spring MVC框架进行处理（Spring WebFlux可以提高系统吞吐量，但是也会增加编程难度，例如原先的线程变量将不适用，具体需要考量整体编程人员掌握的技术栈来做决定）。

这里的资源服务器不再依赖OAuth授权服务，因此可以移除@EnableResourceServer配置（不直接参与权限控制，只需要校验上游传递的授权信息是否有效即可），同时增加对上游SpringCloud Gateway传递的授权信息进行解析处理，增加自定义SecurityAuthTokenFilter组件：

运行验证

分别运行Gateway网关服务、OAuth授权服务、Resource资源服务

  • Gateway 8080端口
  • OAuth 8081端口
  • Resource 8082端口

授权登录

使用密码模式进行授权登录，发送请求POST http://localhost:8080/blog-oauth/oauth/token，请求参数：

返回结果：

资源访问

使用得到的access_token访问资源服务器中的/admin/hello接口，发送请求GET http://localhost:8080/blog-resource/admin/hello，请求头中携带参数：

返回结果：

返回结果：

至此得到期望的访问结果,实现了统一权限控制

总结

  • SpringCloud Gateway使用WebFlux技术进行开发
  • SpringSecurity提供了@EnableWebFluxSecurity来支持WebFlux
  • SpringSecurity使用ReactiveSecurityContextHolder.getContext()来实现SecurityContextHolder功能

参考文档

七、SpringSecurity OAuth2 + JWT + SpringCloud Gateway实现统一鉴权管理

代码

代码仓库：地址

代码分支: lesson7

简介

在上一篇文章中，我们使用SpringSecurity OAuth2 + SpringCloud Gateway搭建了一套符合微服务架构的授权系统，在Gateway网关实现统一身份鉴定、访问权限控制，同时将授权信息下发到下游业务服务中，下游业务服务只需要关注核心业务逻辑。上述架构依赖于auth授权服务器，每一次业务请求都需要使用access_token请求auth授权服务器来获取用户授权信息，如果access_token自带授权信息，那么网关只需要鉴别access_token有效信息，这将会降低系统对auth授权服务器的依赖，JWT（JSON Web Token）将是很好的选择。

JWT

我们这里不详细介绍JWT，有兴趣的同学可以查看阮一峰老师的文章：JWT入门教程。JWT定义了一种数据结构，它由三部分组成：

  • Header，头部，定义了签名算法，令牌类型
  • Payload，负载，是一个JSON对象，包含实际应用中使用的数据，例如用户名，用户角色，注意这部分内容是不加密的，因此不能包含保密信息
  • Signature，签名，用于验证JWT是否有效，防止信息内容篡改

JWT内容是不加密的，可以使用在线工具解码信息，查看内容。例如有一个JWT格式Token：

在线解析后得到信息如下：

img

项目改造优化

优化分析

在先前文章中，我们将授权信息保存在auth授权服务器中，客户端需要通过请求auth授权服务器来获取授权信息，如果使用JWT，并且在JWT中保存相关授权信息，那么可以直接解析JWT就可以获取授权信息(需要验证JWT是有有效)。

在先前的项目中，我们使用SpringSecurity OAuth2默认配置来创建access_token，实际上SpringSecurity OAuth2提供了对JWT格式access_token支持，我们需要更改access_token的生成方式，因此需要修改auth授权服务中的Token生成方式，同时需要对Gateway网关服务中的Token解析方式进行修改

生成JWT格式Token

使用SpringSecurity OAuth2时，如果没有配置TokenService对象，将会默认使用DefaultTokenServices组件来管理access_token, 使用UUID.randomUUID().toString()方式生成access_token和refresh_token，因此token中不包含任何信息。我们需要配置新的TokenService对象来生成JWT格式Token。

SpringSecurity OAuth2提供了以下组件来生成JWT格式Token：

JWT签名算法我们选用安全性更高的非对称加密算法：RSA（在代码auth/src/test/java/com/hzchendou/blog/demo/RSAKeyTest中提供生成RSA Key方法），配置TokenService：

将TokenService配置到OAuth服务中：

解析JWT格式Token

在网关中需要配置JWT格式解析器，使用JwtAuthenticationConverter来解析JWT中的字段:

因为使用RSA签名算法，因此在Gateway中需要配置RSA公钥来验证Token有效性, 有多种方式可以配置JWT解析验证器来验证JWT的有效性：

方法一、SpringSecurity OAuth2提供的方式：

配置public key信息来验证JWT有效性，在配置文件中配置（配置获取公约的接口地址）：

方法二、直接配置PublicKey方式（直接将公钥写入到配置文件中进行读取）：

我们这里直接将public key 配置到gateway网关中:

然后手动创建JwtDecoder:

还有一步需要配置，JWT Token解析后的类型是JwtAuthenticationToken，因此需要修改SecurityGlobalFilter中ReactiveSecurityContextHolder.getContext()方法返回的authentication类型（具体参见代码）

运行校验

分别运行auth、resource、gateway服务：

  • gateway – 8080
  • auth – 8081
  • resource – 8082

发起OAuth2密码授权请求: POST http://localhost:8080/blog-oauth/oauth/token，请求参数：

请求结果：

发起资源服务器请求：POST http://localhost:8080/blog-resource/admin/hello，请求头携带token参数：

返回结果：

结果符合预期，到此完成JWT + SpringSecurity OAuth2 + SpringCloud Gateway 统一权限访问控制功能

总结

  • JWT自带用户信息，只需要验证Token有效性
  • OAuth授权服务添加JWT TokenService返回JWT格式token
  • Gateway网关服务添加JWTAuthenticationConverter解析JWT信息，同时添加NimbusReactiveJwtDecoder对JWT有效性进行验证

参考文档

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  1. SpringCloud与微服务-第5章-服务容错(Hystrix)
  2. SpringCloud与微服务-第2章-SpringBoot基础回顾
  3. SpringCloud与微服务-第7章-API 网关服务 Spring Cloud Gateway
  4. SpringCloud与微服务-第4章-客户端负载均衡(Ribbon)