Spring Security 与 JWT

文章小白一枚，正在不断学习积累知识，现将学习到的知识记录一下，也是将我的所得分享给大家！而今天这篇文章《Spring Security 与 JWT》带大家来了解一下##content_title##，希望对大家的知识积累有所帮助，从而弥补自己的不足，助力实战开发！

在本文中，我们将探讨如何将 spring security 与 jwt 集成，为您的应用程序构建坚实的安全层。我们将完成从基本配置到实现自定义身份验证过滤器的每个步骤，确保您拥有必要的工具来高效、大规模地保护您的 api。

配置

在 spring initializr 中，我们将使用 java 21、maven、jar 和这些依赖项构建一个项目：

• spring 数据 jpa
• 春天网
• 龙目岛
• 春季安全
• postgresql 驱动程序
• oauth2 资源服务器

设置 postgresql 数据库

使用 docker，您将使用 docker-compose 创建一个 postgresql 数据库。
在项目的根目录创建一个 docker-compose.yaml 文件。

services:
  postgre:
    image: postgres:latest
    ports:
      - "5432:5432"
    environment:
      - postgres_db=database
      - postgres_user=admin
      - postgres_password=admin
    volumes:
      - postgres_data:/var/lib/postgresql/data

volumes:
  postgres_data:

运行命令启动容器。

docker compose up -d

设置 application.properties 文件

这个文件是spring boot应用程序的配置。

spring.datasource.url=jdbc:postgresql://localhost:5432/database
spring.datasource.username=admin
spring.datasource.password=admin

spring.jpa.hibernate.ddl-auto=update
spring.jpa.show-sql=true

jwt.public.key=classpath:public.key
jwt.private.key=classpath:private.key

jwt.public.key 和 jwt.private.key 是我们将进一步创建的密钥。

生成私钥和公钥

永远不要将这些密钥提交到你的github

在控制台运行，在资源目录下生成私钥

cd src/main/resources
openssl genrsa > private.key

之后，创建链接到私钥的公钥。

openssl rsa -in private.key -pubout -out public.key 

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代码

创建安全配置文件

靠近主函数创建一个目录 configs 并在其中创建一个 securityconfig.java 文件。

import java.security.interfaces.rsaprivatekey;
import java.security.interfaces.rsapublickey;

import org.springframework.beans.factory.annotation.value;
import org.springframework.context.annotation.bean;
import org.springframework.context.annotation.configuration;
import org.springframework.http.httpmethod;
import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.httpsecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.enablewebsecurity;
import org.springframework.security.crypto.bcrypt.bcryptpasswordencoder;
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.web.securityfilterchain;

import com.nimbusds.jose.jwk.jwkset;
import com.nimbusds.jose.jwk.rsakey;
import com.nimbusds.jose.jwk.source.immutablejwkset;

@configuration
@enablewebsecurity
@enablemethodsecurity
public class securityconfig {

    @value("${jwt.public.key}")
    private rsapublickey publickey;

    @value("${jwt.private.key}")
    private rsaprivatekey privatekey;

    @bean
    securityfilterchain securityfilterchain(httpsecurity http) throws exception {
        http
                .csrf(csrf -> csrf.disable())
                .authorizehttprequests(auth -> auth.requestmatchers(httpmethod.post, "/signin").permitall()
                        .requestmatchers(httpmethod.post, "/login").permitall()
                        .anyrequest().authenticated())
                .oauth2resourceserver(config -> config.jwt(jwt -> jwt.decoder(jwtdecoder())));

        return http.build();
    }

    @bean
    bcryptpasswordencoder bpasswordencoder() {
        return new bcryptpasswordencoder();
    }

    @bean
    jwtencoder jwtencoder() {
        var jwk = new rsakey.builder(this.publickey).privatekey(this.privatekey).build();

        var jwks = new immutablejwkset<>(new jwkset(jwk));

        return new nimbusjwtencoder(jwks);
    }

    @bean
    jwtdecoder jwtdecoder() {
        return nimbusjwtdecoder.withpublickey(publickey).build();
    }
}

解释

• @enablewebscurity：当您使用@enablewebsecurity时，它会自动触发spring security的配置以保护web应用程序。此配置包括设置过滤器、保护端点以及应用各种安全规则。

• @enablemethodsecurity：是 spring security 中的一个注释，可在 spring 应用程序中启用方法级安全性。它允许您使用 @preauthorize、@postauthorize、@secured 和 @rolesallowed 等注释直接在方法级别应用安全规则。

• privatekey 和 publickey：是用于签名和验证 jwt 的 rsa 公钥和私钥。 @value 注解将属性文件（application.properties）中的键注入到这些字段中。

• csrf：禁用 csrf（跨站请求伪造）保护，该保护通常在使用 jwt 进行身份验证的无状态 rest api 中禁用。

• authorizehttprequests：配置基于url的授权规则。

  requestmatchers(httpmethod.post, "/signin").permitall()：允许未经身份验证访问 /signin 和 /login 端点，这意味着任何人都可以在不登录的情况下访问这些路由。
  anyrequest().authenticated()：需要对所有其他请求进行身份验证。

• oauth2resourceserver：将应用程序配置为使用 jwt 进行身份验证的 oauth 2.0 资源服务器。

  config.jwt(jwt -> jwt.decoder(jwtdecoder()))：指定将用于解码和验证 jwt 令牌的 jwt 解码器 bean (jwtdecoder)。

• bcryptpasswordencoder：这个bean定义了一个密码编码器，它使用bcrypt哈希算法对密码进行编码。 bcrypt 因其自适应特性而成为安全存储密码的热门选择，使其能够抵抗暴力攻击。

• jwtencoder：这个bean负责编码（签名）jwt令牌。

  rsakey.builder：使用提供的公钥和私钥 rsa 密钥创建新的 rsa 密钥。
  immutablejwkset<>(new jwkset(jwk))：将 rsa 密钥包装在 json web 密钥集 (jwkset) 中，使其不可变。
  nimbusjwtencoder(jwks)：使用 nimbus 库创建 jwt 编码器，该编码器将使用 rsa 私钥对令牌进行签名。

• jwtdecoder：这个bean负责解码（验证）jwt令牌。

  nimbusjwtdecoder.withpublickey(publickey).build()：使用rsa公钥创建jwt解码器，用于验证jwt令牌的签名。

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实体

import org.springframework.security.crypto.password.passwordencoder;

import jakarta.persistence.column;
import jakarta.persistence.entity;
import jakarta.persistence.enumtype;
import jakarta.persistence.enumerated;
import jakarta.persistence.generatedvalue;
import jakarta.persistence.generationtype;
import jakarta.persistence.id;
import jakarta.persistence.table;
import lombok.getter;
import lombok.noargsconstructor;
import lombok.setter;

@entity
@table(name = "tb_clients")
@getter
@setter
@noargsconstructor
public class cliententity {

    @id
    @generatedvalue(strategy = generationtype.sequence)
    @column(name = "client_id")
    private long clientid;

    private string name;

    @column(unique = true)
    private string cpf;

    @column(unique = true)
    private string email;

    private string password;

    @column(name = "user_type")
    private string usertype = "client";

    public boolean islogincorrect(string password, passwordencoder passwordencoder) {
        return passwordencoder.matches(password, this.password);
    }
}

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存储库

import java.util.optional;

import org.springframework.data.jpa.repository.jparepository;
import org.springframework.stereotype.repository;

import example.com.challengepicpay.entities.cliententity;

@repository
public interface clientrepository extends jparepository {
    optional findbyemail(string email);

    optional findbycpf(string cpf);

    optional findbyemailorcpf(string email, string cpf);
}

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服务

客户服务

import org.springframework.beans.factory.annotation.autowired;
import org.springframework.http.httpstatus;
import org.springframework.security.crypto.bcrypt.bcryptpasswordencoder;
import org.springframework.stereotype.service;
import org.springframework.web.server.responsestatusexception;

import example.com.challengepicpay.entities.cliententity;
import example.com.challengepicpay.repositories.clientrepository;

@service
public class clientservice {

    @autowired
    private clientrepository clientrepository;

    @autowired
    private bcryptpasswordencoder bpasswordencoder;

    public cliententity createclient(string name, string cpf, string email, string password) {

        var clientexists = this.clientrepository.findbyemailorcpf(email, cpf);

        if (clientexists.ispresent()) {
            throw new responsestatusexception(httpstatus.bad_request, "email/cpf already exists.");
        }

        var newclient = new cliententity();

        newclient.setname(name);
        newclient.setcpf(cpf);
        newclient.setemail(email);
        newclient.setpassword(bpasswordencoder.encode(password));

        return clientrepository.save(newclient);
    }
}

---

代币服务

import java.time.instant;

import org.springframework.beans.factory.annotation.autowired;
import org.springframework.http.httpstatus;
import org.springframework.security.authentication.badcredentialsexception;
import org.springframework.security.crypto.bcrypt.bcryptpasswordencoder;
import org.springframework.security.oauth2.jwt.jwtclaimsset;
import org.springframework.security.oauth2.jwt.jwtencoder;
import org.springframework.security.oauth2.jwt.jwtencoderparameters;
import org.springframework.stereotype.service;
import org.springframework.web.server.responsestatusexception;

import example.com.challengepicpay.repositories.clientrepository;

@service
public class tokenservice {

    @autowired
    private clientrepository clientrepository;

    @autowired
    private jwtencoder jwtencoder;

    @autowired
    private bcryptpasswordencoder bcryptpasswordencoder;

    public string login(string email, string password) {

        var client = this.clientrepository.findbyemail(email)
                .orelsethrow(() -> new responsestatusexception(httpstatus.bad_request, "email not found"));

        var iscorrect = client.islogincorrect(password, bcryptpasswordencoder);

        if (!iscorrect) {
            throw new badcredentialsexception("email/password invalid");
        }

        var now = instant.now();
        var expiresin = 300l;

        var claims = jwtclaimsset.builder()
                .issuer("pic_pay_backend")
                .subject(client.getemail())
                .issuedat(now)
                .expiresat(now.plusseconds(expiresin))
                .claim("scope", client.getusertype())
                .build();

        var jwtvalue = jwtencoder.encode(jwtencoderparameters.from(claims)).gettokenvalue();

        return jwtvalue;

    }
}

---

控制器

客户端控制器

package example.com.challengepicpay.controllers;

import org.springframework.beans.factory.annotation.autowired;
import org.springframework.http.httpstatus;
import org.springframework.http.responseentity;
import org.springframework.web.bind.annotation.postmapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.requestbody;
import org.springframework.web.bind.annotation.restcontroller;
import org.springframework.security.oauth2.server.resource.authentication.jwtauthenticationtoken;
import example.com.challengepicpay.controllers.dto.newclientdto;
import example.com.challengepicpay.entities.cliententity;
import example.com.challengepicpay.services.clientservice;

@restcontroller
public class clientcontroller {

    @autowired
    private clientservice clientservice;

    @postmapping("/signin")
    public responseentity createnewclient(@requestbody newclientdto client) {
        var newclient = this.clientservice.createclient(client.name(), client.cpf(), client.email(), client.password());

        return responseentity.status(httpstatus.created).body(newclient);
    }

    @getmapping("/protectedroute")
    @preauthorize("hasauthority('scope_client')")
    public responseentity protectedroute(jwtauthenticationtoken token) {
        return responseentity.ok("authorized");
    }

}

解释

• /protectedroute 是私有路由，登录后只能使用 jwt 访问。

• 例如，令牌必须作为不记名令牌包含在标头中。

• 您可以稍后在应用程序中使用令牌信息，例如在服务层中。

• @preauthorize：spring security中的@preauthorize注解用于在调用方法之前执行授权检查。此注释通常应用于 spring 组件（如控制器或服务）中的方法级别，以根据用户的角色、权限或其他安全相关条件来限制访问。 注解用于定义方法执行必须满足的条件。如果条件评估为真，则该方法继续进行。如果评估结果为 false，则访问被拒绝，
  

• "hasauthority('scope_client')"：检查当前经过身份验证的用户或客户端是否具有特定权限 scope_client。如果这样做，则执行 protectedroute() 方法。如果不这样做，访问将被拒绝。

---

token controller：在这里，你可以登录应用程序，如果成功，会返回一个token。

package example.com.challengePicPay.controllers;

import java.util.Map;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.http.ResponseEntity;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import example.com.challengePicPay.controllers.dto.LoginDTO;
import example.com.challengePicPay.services.TokenService;
import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestBody;

@RestController
public class TokenController {

    @Autowired
    private TokenService tokenService;

    @PostMapping("/login")
    public ResponseEntity> login(@RequestBody LoginDTO loginDTO) {
        var token = this.tokenService.login(loginDTO.email(), loginDTO.password());

        return ResponseEntity.ok(Map.of("token", token));
    }

}

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参考

春季安全
spring security-toptal 文章

到这里，我们也就讲完了《Spring Security 与 JWT》的内容了。个人认为，基础知识的学习和巩固，是为了更好的将其运用到项目中，欢迎关注golang学习网公众号，带你了解更多关于的知识点！