Springboot集成token认证

一、引出session问题以及token、鉴权

1. session都是保存在内存中，认证用户增多，服务端开销明显增大。
2. 若是认证的记录保存在某台服务器内存中时，意味着用户的下次请求只能够在该服务器内存中进行认证。
3. CSRF跨站攻击

token的鉴权机制：http协议也是无状态的，不需要在服务端去保留用户的认证信息或者会话信息。这也就意味着基于token认证机制的应用不需要去考虑用户在哪一台服务器登录

鉴权流程：简单来说就是服务器根据前端传来的用户名与密码生成token并返回前端，前端之后的请求都会携带该cookie来进行执行操作认证。

1. 用户使用用户名密码来请求服务器。
2. 服务器进行验证用户的信息。
3. 服务器通过验证生成token发送给用户一个token。
4. 客户端存储token，并在每次请求时附送上这个token值。
5. 服务端验证token值，并返回数据。

这个token必须要在每次请求时传递给服务端，它应该保存在请求头里， 另外，服务端要支持CORS

二、认识JWT（三部分详细构成）

JWT(JSON WEB TOKEN)是由三段信息构成的，将这三段信息文本用.链接一起就构成了Jwt字符串.

• 第一部分：头部(header)。
• 第二部分：载荷(payload)，携带的信息。
• 第三部分：签证（signature)。

三、Spring Security 

Spring Security

是一个强大且高度可定制的身份验证和访问控制框架。它是保护基于Spring的应用程序的实际标准。Spring Security是一个可以为Java应用程序提供全面安全服务的框架。同时，它也可以轻松扩展以满足自定义需求。 

主要功能
Authentication (认证)，就是用户登录
Authorization (授权)：一旦身份验证成功，判断用户拥有什么权限，可以访问什么资源
防止跨站请求伪造（CSRF）：Spring Security提供了内置的防护机制，可以防止跨站请求伪造攻击。
密码存储：Spring Security提供了多种密码存储格式，包括明文、加密和哈希。
集成其他安全框架：Spring Security可以与其他安全框架如OAuth2、JWT等进行集成，以提供更全面的安全解决方案。

SpringSecurity 采用的是责任链的设计模式，它有一条很长的过滤器链。

SecurityContextPersistenceFilter：每次请求处理之前将该请求相关的安全上下文信息加载到 SecurityContextHolder 中。
LogoutFilter：用于处理退出登录。
UsernamePasswordAuthenticationFilter：用于处理基于表单的登录请求，从表单中获取用户名和密码。
BasicAuthenticationFilter：检测和处理 http basic 认证。
ExceptionTranslationFilter：处理过滤器链中抛出的任何AccessDeniedException和AuthenticationException 。
FilterSecurityInterceptor：负责权限校验的过滤器，可以看做过滤器链的出口。

2. JWT校验登录的校验流程

首先前端一样是把登录信息发送给后端，后端查询数据库校验用户的账号和密码是否正确，正确的话则使用jwt生成token，并且返回给前端。以后前端每次请求时，都需要携带token，后端获取token后，使用jwt进行验证用户的token是否无效或过期，验证成功后才去做相应的逻辑。

四、Spring Boot整合Redis、SpringSecurity、JWT

1. 添加依赖项在 pom.xml 文件中添加以下依赖项：

   <dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
        <artifactId>jjwt</artifactId>
        <version>0.9.1</version>
    </dependency>
</dependencies>

 创建Redis配置类

@Configuration
public class RedisConfig {
 
    @Value("${spring.redis.host}")
    private String host;
 
    @Value("${spring.redis.port}")
    private int port;
 
    @Bean
    public JedisConnectionFactory jedisConnectionFactory() {
        return new JedisConnectionFactory(new RedisStandaloneConfiguration(host, port));
    }
 
    @Bean
    public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate() {
        final RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate<>();
        template.setConnectionFactory(jedisConnectionFactory());
        return template;
    }
}

 创建 JwtTokenUtil 类，用于生成和验证JWT令牌。

@Component
public class JwtTokenUtil implements Serializable {
 
    private static final long serialVersionUID = -2550185165626007488L;
 
    private static final String secret = "mySecret";
 
    public String getUsernameFromToken(String token) {
        return getClaimFromToken(token, Claims::getSubject);
    }
 
    public Date getExpirationDateFromToken(String token) {
        return getClaimFromToken(token, Claims::getExpiration);
    }
 
    public <T> T getClaimFromToken(String token, Function<Claims, T> claimsResolver) {
        final Claims claims = getAllClaimsFromToken(token);
        return claimsResolver.apply(claims);
    }
 
    private Claims getAllClaimsFromToken(String token) {
        return Jwts.parser().setSigningKey(secret).parseClaimsJws(token).getBody();
    }
 
    private Boolean isTokenExpired(String token) {
        final Date expiration = getExpirationDateFromToken(token);
        return expiration.before(new Date());
    }
 
    public String generateToken(UserDetails userDetails) {
        Map<String, Object> claims = new HashMap<>();
        return doGenerateToken(claims, userDetails.getUsername());
    }
 
    private String doGenerateToken(Map<String, Object> claims, String subject) {
        return Jwts.builder().setClaims(claims).setSubject(subject).setIssuedAt(new Date(System.currentTimeMillis()))
                .setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + 5 * 60 * 60 * 1000))
                .signWith(SignatureAlgorithm.HS512, secret).compact();
    }
 
    public Boolean validateToken(String token, UserDetails userDetails) {
        final String username = getUsernameFromToken(token);
        return (username.equals(userDetails.getUsername()) && !isTokenExpired(token));
    }
}

 创建 JwtAuthenticationEntryPoint 类，用于处理未经授权的请求。

@Component
public class JwtAuthenticationEntryPoint implements AuthenticationEntryPoint, Serializable {
 
    private static final long serialVersionUID = -7858869558953243875L;
 
    @Override
    public void commence(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,
                         AuthenticationException authException) throws IOException {
 
        response.sendError(HttpServletResponse.SC_UNAUTHORIZED, "Unauthorized");
    }
}

 创建 JwtRequestFilter 类，用于解析和验证JWT令牌。

@Component
public class JwtRequestFilter extends OncePerRequestFilter {
 
    @Autowired
    private MyUserDetailsService myUserDetailsService;
 
    @Autowired
    private JwtTokenUtil jwtTokenUtil;
 
    @Override
    protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain chain)
            throws ServletException, IOException {
 
        final String requestTokenHeader = request.getHeader("Authorization");
 
        String username = null;
        String jwtToken = null;
 
        if (requestTokenHeader != null && requestTokenHeader.startsWith("Bearer ")) {
            jwtToken = requestTokenHeader.substring(7);
            try {
                username = jwtTokenUtil.getUsernameFromToken(jwtToken);
            } catch (IllegalArgumentException e) {
                System.out.println("Unable to get JWT Token");
            } catch (ExpiredJwtException e) {
                System.out.println("JWT Token has expired");
            }
        } else {
            logger.warn("JWT Token does not begin with Bearer String");
        }
 
        if (username != null && SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication() == null) {
 
            UserDetails userDetails = this.myUserDetailsService.loadUserByUsername(username);
 
            if (jwtTokenUtil.validateToken(jwtToken, userDetails)) {
 
                UsernamePasswordAuthenticationToken usernamePasswordAuthenticationToken = new UsernamePasswordAuthenticationToken(
                        userDetails, null, userDetails.getAuthorities());
                usernamePasswordAuthenticationToken
                        .setDetails(new WebAuthenticationDetailsSource().buildDetails(request));
 
                SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(usernamePasswordAuthenticationToken);
            }
        }
        chain.doFilter(request, response);
    }
}

 配置Spring Security

@Configuration
@EnableWebSecurity
public class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
 
    @Autowired
    private JwtAuthenticationEntryPoint jwtAuthenticationEntryPoint;
 
    @Autowired
    private UserDetailsService jwtUserDetailsService;
 
    @Autowired
    private JwtRequestFilter jwtRequestFilter;
 
    @Autowired
    public void configureGlobal(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
        auth.userDetailsService(jwtUserDetailsService).passwordEncoder(passwordEncoder());
    }
 
    @Bean
    public PasswordEncoder passwordEncoder() {
        return new BCryptPasswordEncoder();
    }
 
    @Bean
    @Override
    public AuthenticationManager authenticationManagerBean() throws Exception {
        return super.authenticationManagerBean();
    }
 
    @Override
    protected void configure(HttpSecurity httpSecurity) throws Exception {
        httpSecurity.csrf().disable()
                .authorizeRequests().antMatchers("/authenticate").permitAll().
                        anyRequest().authenticated().and().
                        exceptionHandling().authenticationEntryPoint(jwtAuthenticationEntryPoint).and().sessionManagement()
                .sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS);
 
        httpSecurity.addFilterBefore(jwtRequestFilter, UsernamePasswordAuthenticationFilter.class);
    }
}