Spring Boot+Spring Security+JWT 实现 RESTful Api 权限控制

摘要：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：开发一个简单的API

在IDEA开发工具中新建一个maven工程，添加对应的依赖如下：

1.  
   <dependency>
2.  
   <groupId>org.springframework.boot</groupId>
3.  
   <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
4.  
   </dependency>
5.  
    
6.  
   <dependency>
7.  
   <groupId>org.springframework.boot</groupId>
8.  
   <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
9.  
   <scope>test</scope>
10.  
    </dependency>
11.  
     
12.  
    <dependency>
13.  
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
14.  
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
15.  
    </dependency>
16.  
     
17.  
    <!-- spring-data-jpa -->
18.  
    <dependency>
19.  
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
20.  
    <artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
21.  
    </dependency>
22.  
     
23.  
    <!-- mysql -->
24.  
    <dependency>
25.  
    <groupId>mysql</groupId>
26.  
    <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
27.  
    <version>5.1.30</version>
28.  
    </dependency>
29.  
     
30.  
    <!-- spring-security 和 jwt -->
31.  
    <dependency>
32.  
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
33.  
    <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
34.  
    </dependency>
35.  
    <dependency>
36.  
    <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
37.  
    <artifactId>jjwt</artifactId>
38.  
    <version>0.7.0</version>
39.  
    </dependency>

新建一个UserController.java文件，在里面在中增加一个hello方法：

 

1.  
   @RequestMapping("/hello")
2.  
   @ResponseBody
3.  
   public String hello(){
4.  
   return "hello";
5.  
   }

这样一个简单的RESTful API就开发好了。

现在我们运行一下程序看看效果，执行JwtauthApplication.java类中的main方法：

等待程序启动完成后，可以简单的通过curl工具进行API的调用，如下图：

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。

二：增加用户注册功能

首先增加一个实体类User.java：

 

1.  
   package boss.portal.entity;
2.  
    
3.  
   import javax.persistence.*;
4.  
    
5.  
   /**
6.  
   * @author zhaoxinguo on 2017/9/13.
7.  
   */
8.  
   @Entity
9.  
   @Table(name = "tb_user")
10.  
    public class User {
11.  
     
12.  
    @Id
13.  
    @GeneratedValue
14.  
    private long id;
15.  
    private String username;
16.  
    private String password;
17.  
     
18.  
    public long getId() {
19.  
    return id;
20.  
    }
21.  
     
22.  
    public String getUsername() {
23.  
    return username;
24.  
    }
25.  
     
26.  
    public void setUsername(String username) {
27.  
    this.username = username;
28.  
    }
29.  
     
30.  
    public String getPassword() {
31.  
    return password;
32.  
    }
33.  
     
34.  
    public void setPassword(String password) {
35.  
    this.password = password;
36.  
    }
37.  
    }

 

然后增加一个Repository类UserRepository，可以读取和保存用户信息：

 

1.  
   package boss.portal.repository;
2.  
    
3.  
   import boss.portal.entity.User;
4.  
   import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;
5.  
    
6.  
   /**
7.  
   * @author zhaoxinguo on 2017/9/13.
8.  
   */
9.  
   public interface UserRepository extends JpaRepository<User, Long> {
10.  
     
11.  
    User findByUsername(String username);
12.  
     
13.  
    }

在UserController类中增加注册方法，实现用户注册的接口：

1.  
   /**
2.  
   * 该方法是注册用户的方法，默认放开访问控制
3.  
   * @param user
4.  
   */
5.  
   @PostMapping("/signup")
6.  
   public void signUp(@RequestBody User user) {
7.  
   user.setPassword(bCryptPasswordEncoder.encode(user.getPassword()));
8.  
   applicationUserRepository.save(user);
9.  
   }

 

其中的@PostMapping("/signup")

这个方法定义了用户注册接口，并且指定了url地址是/users/signup。由于类上加了注解 @RequestMapping(“/users”)，类中的所有方法的url地址都会有/users前缀，所以在方法上只需指定/signup子路径即可。

密码采用了BCryptPasswordEncoder进行加密，我们在Application中增加BCryptPasswordEncoder实例的定义。

1.  
   package boss.portal;
2.  
    
3.  
   import org.springframework.boot.SpringApplication;
4.  
   import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
5.  
   import org.springframework.context.annotation.Bean;
6.  
   import org.springframework.security.crypto.bcrypt.BCryptPasswordEncoder;
7.  
    
8.  
   @SpringBootApplication
9.  
   public class JwtauthApplication {
10.  
     
11.  
    @Bean
12.  
    public BCryptPasswordEncoder bCryptPasswordEncoder() {
13.  
    return new BCryptPasswordEncoder();
14.  
    }
15.  
     
16.  
    public static void main(String[] args) {
17.  
    SpringApplication.run(JwtauthApplication.class, args);
18.  
    }
19.  
    }

三：增加JWT认证功能

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：

1. 内容是一个正确的JWT格式

2. 检查签名

3. 检查claims

4. 检查权限

处理登录

创建一个类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：

1.  
   package boss.portal.web.filter;
2.  
    
3.  
   import boss.portal.entity.User;
4.  
   import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
5.  
   import io.jsonwebtoken.Jwts;
6.  
   import io.jsonwebtoken.SignatureAlgorithm;
7.  
   import org.springframework.security.authentication.AuthenticationManager;
8.  
   import org.springframework.security.authentication.UsernamePasswordAuthenticationToken;
9.  
   import org.springframework.security.core.Authentication;
10.  
    import org.springframework.security.core.AuthenticationException;
11.  
    import org.springframework.security.web.authentication.UsernamePasswordAuthenticationFilter;
12.  
     
13.  
    import javax.servlet.FilterChain;
14.  
    import javax.servlet.ServletException;
15.  
    import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
16.  
    import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
17.  
    import java.io.IOException;
18.  
    import java.util.ArrayList;
19.  
    import java.util.Date;
20.  
     
21.  
    /**
22.  
    * 验证用户名密码正确后，生成一个token，并将token返回给客户端
23.  
    * 该类继承自UsernamePasswordAuthenticationFilter，重写了其中的2个方法
24.  
    * attemptAuthentication ：接收并解析用户凭证。
25.  
    * 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。
26.  
    * @author zhaoxinguo on 2017/9/12.
27.  
    */
28.  
    public class JWTLoginFilter extends UsernamePasswordAuthenticationFilter {
29.  
     
30.  
    private AuthenticationManager authenticationManager;
31.  
     
32.  
    public JWTLoginFilter(AuthenticationManager authenticationManager) {
33.  
    this.authenticationManager = authenticationManager;
34.  
    }
35.  
     
36.  
    // 接收并解析用户凭证
37.  
    @Override
38.  
    public Authentication attemptAuthentication(HttpServletRequest req,
39.  
    HttpServletResponse res) throws AuthenticationException {
40.  
    try {
41.  
    User user = new ObjectMapper()
42.  
    .readValue(req.getInputStream(), User.class);
43.  
     
44.  
    return authenticationManager.authenticate(
45.  
    new UsernamePasswordAuthenticationToken(
46.  
    user.getUsername(),
47.  
    user.getPassword(),
48.  
    new ArrayList<>())
49.  
    );
50.  
    } catch (IOException e) {
51.  
    throw new RuntimeException(e);
52.  
    }
53.  
    }
54.  
     
55.  
    // 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
56.  
    @Override
57.  
    protected void successfulAuthentication(HttpServletRequest req,
58.  
    HttpServletResponse res,
59.  
    FilterChain chain,
60.  
    Authentication auth) throws IOException, ServletException {
61.  
     
62.  
    String token = Jwts.builder()
63.  
    .setSubject(((org.springframework.security.core.userdetails.User) auth.getPrincipal()).getUsername())
64.  
    .setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + 60 * 60 * 24 * 1000))
65.  
    .signWith(SignatureAlgorithm.HS512, "MyJwtSecret")
66.  
    .compact();
67.  
    res.addHeader("Authorization", "Bearer " + token);
68.  
    }
69.  
     
70.  
    }

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。

授权验证

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。

创建JWTAuthenticationFilter类，我们在这个类中实现token的校验功能。

1.  
   package boss.portal.web.filter;
2.  
    
3.  
   import io.jsonwebtoken.Jwts;
4.  
   import org.springframework.security.authentication.AuthenticationManager;
5.  
   import org.springframework.security.authentication.UsernamePasswordAuthenticationToken;
6.  
   import org.springframework.security.core.context.SecurityContextHolder;
7.  
   import org.springframework.security.web.authentication.www.BasicAuthenticationFilter;
8.  
    
9.  
   import javax.servlet.FilterChain;
10.  
    import javax.servlet.ServletException;
11.  
    import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
12.  
    import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
13.  
    import java.io.IOException;
14.  
    import java.util.ArrayList;
15.  
     
16.  
    /**
17.  
    * token的校验
18.  
    * 该类继承自BasicAuthenticationFilter，在doFilterInternal方法中，
19.  
    * 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。
20.  
    * 如果校验通过，就认为这是一个取得授权的合法请求
21.  
    * @author zhaoxinguo on 2017/9/13.
22.  
    */
23.  
    public class JWTAuthenticationFilter extends BasicAuthenticationFilter {
24.  
     
25.  
    public JWTAuthenticationFilter(AuthenticationManager authenticationManager) {
26.  
    super(authenticationManager);
27.  
    }
28.  
     
29.  
    @Override
30.  
    protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
31.  
    String header = request.getHeader("Authorization");
32.  
     
33.  
    if (header == null || !header.startsWith("Bearer ")) {
34.  
    chain.doFilter(request, response);
35.  
    return;
36.  
    }
37.  
     
38.  
    UsernamePasswordAuthenticationToken authentication = getAuthentication(request);
39.  
     
40.  
    SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authentication);
41.  
    chain.doFilter(request, response);
42.  
     
43.  
    }
44.  
     
45.  
    private UsernamePasswordAuthenticationToken getAuthentication(HttpServletRequest request) {
46.  
    String token = request.getHeader("Authorization");
47.  
    if (token != null) {
48.  
    // parse the token.
49.  
    String user = Jwts.parser()
50.  
    .setSigningKey("MyJwtSecret")
51.  
    .parseClaimsJws(token.replace("Bearer ", ""))
52.  
    .getBody()
53.  
    .getSubject();
54.  
     
55.  
    if (user != null) {
56.  
    return new UsernamePasswordAuthenticationToken(user, null, new ArrayList<>());
57.  
    }
58.  
    return null;
59.  
    }
60.  
    return null;
61.  
    }
62.  
     
63.  
    }

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。

SpringSecurity配置

通过SpringSecurity的配置，将上面的方法组合在一起。

1.  
   package boss.portal.security;
2.  
    
3.  
   import boss.portal.web.filter.JWTLoginFilter;
4.  
   import boss.portal.web.filter.JWTAuthenticationFilter;
5.  
   import org.springframework.boot.autoconfigure.security.SecurityProperties;
6.  
   import org.springframework.context.annotation.Configuration;
7.  
   import org.springframework.core.annotation.Order;
8.  
   import org.springframework.http.HttpMethod;
9.  
   import org.springframework.security.config.annotation.authentication.builders.AuthenticationManagerBuilder;
10.  
    import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity;
11.  
    import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfigurerAdapter;
12.  
    import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetailsService;
13.  
    import org.springframework.security.crypto.bcrypt.BCryptPasswordEncoder;
14.  
     
15.  
    /**
16.  
    * SpringSecurity的配置
17.  
    * 通过SpringSecurity的配置，将JWTLoginFilter，JWTAuthenticationFilter组合在一起
18.  
    * @author zhaoxinguo on 2017/9/13.
19.  
    */
20.  
    @Configuration
21.  
    @Order(SecurityProperties.ACCESS_OVERRIDE_ORDER)
22.  
    public class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
23.  
     
24.  
    private UserDetailsService userDetailsService;
25.  
     
26.  
    private BCryptPasswordEncoder bCryptPasswordEncoder;
27.  
     
28.  
    public WebSecurityConfig(UserDetailsService userDetailsService, BCryptPasswordEncoder bCryptPasswordEncoder) {
29.  
    this.userDetailsService = userDetailsService;
30.  
    this.bCryptPasswordEncoder = bCryptPasswordEncoder;
31.  
    }
32.  
     
33.  
    @Override
34.  
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
35.  
    http.cors().and().csrf().disable().authorizeRequests()
36.  
    .antMatchers(HttpMethod.POST, "/users/signup").permitAll()
37.  
    .anyRequest().authenticated()
38.  
    .and()
39.  
    .addFilter(new JWTLoginFilter(authenticationManager()))
40.  
    .addFilter(new JWTAuthenticationFilter(authenticationManager()));
41.  
    }
42.  
     
43.  
    @Override
44.  
    public void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
45.  
    auth.userDetailsService(userDetailsService).passwordEncoder(bCryptPasswordEncoder);
46.  
    }
47.  
     
48.  
    }

这是标准的SpringSecurity配置内容，就不在详细说明。注意其中的


.addFilter(new JWTLoginFilter(authenticationManager())) 
.addFilter(new JwtAuthenticationFilter(authenticationManager())) 


这两行，将我们定义的JWT方法加入SpringSecurity的处理流程中。

下面对我们的程序进行简单的验证：

# 请求hello接口，会收到403错误，如下图：

curl http://localhost:8080/hello

# 注册一个新用户curl -H"Content-Type: application/json" -X POST -d '{"username":"admin","password":"password"}' http://localhost:8080/users/signup

如下图：

# 登录，会返回token，在http header中，Authorization: Bearer 后面的部分就是tokencurl -i -H"Content-Type: application/json" -X POST -d '{"username":"admin","password":"password"}' http://localhost:8080/login

如下图：

 

# 用登录成功后拿到的token再次请求hello接口# 将请求中的XXXXXX替换成拿到的token# 这次可以成功调用接口了curl -H"Content-Type: application/json" -H"Authorization: Bearer XXXXXX" "http://localhost:8080/users/hello"

如下图：

五：总结

至此，给SpringBoot的接口加上JWT认证的功能就实现了，过程并不复杂，主要是开发两个SpringSecurity的filter，来生成和校验JWT token。

JWT作为一个无状态的授权校验技术，非常适合于分布式系统架构，因为服务端不需要保存用户状态，因此就无需采用redis等技术，在各个服务节点之间共享session数据。

六：源码下载地址：

地址：https://gitee.com/micai/springboot-springsecurity-jwt-demo

 

七：建议及改进：
若您有任何建议，可以通过1）加入qq群715224124向群主提出，或2）发送邮件至827358369@qq.com向我反馈。本人承诺，任何建议都将会被认真考虑，优秀的建议将会被采用，但不保证一定会在当前版本中实现。

八：鸣谢地址：

http://blog.csdn.net/haiyan_qi/article/details/77373900

https://segmentfault.com/a/1190000009231329

http://www.jianshu.com/p/6307c89fe3fa

http://www.cnblogs.com/grissom007/p/6294746.html