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SpringCloud微服务间安全调用实现

2018.04.09 17:26 26877浏览

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SpringCloud服务间安全调用实现

目前项目中用到了微服务认证这块的技术,查看了相当一大部分的资料发现现在网上的资料都很不全,很零散。而且很多都运行不起来。

简单的介绍一下认证。
传统的项目都是使用session来管理用户的登录信息,返回前端sessionId保存在cookie中。但是在分布式情况下利用session去管理的场景就很少了,也不是不可以,如果你对session很热爱使用它的话,那就没必要继续往下看了。

在我们微服务restful风格下,应该怎么去保证安全信息呢。相信大家可能了解过token,也就是我们熟说的令牌,有人问我什么是token,Token 和 Session ID 不同,并非只是一个 key。Token 一般会包含用户的相关信息,通过验证 Token 就可以完成身份校验。

这里我们先简单介绍一下我们使用的token格式。

采用jwt(JSON WEB TOKEN)
JWT 是由三段信息构成的,第一段为头部(Header),第二段为载荷(Payload),第三段为签名(Signature)。每一段内容都是一个 JSON 对象,将每一段 JSON 对象采用 BASE64 编码,将编码后的内容用. 链接一起就构成了 JWT 字符串。

认证协议采用Oauth2.0
OAuth 是一种开放的协议,为桌面程序或者基于 BS 的 web 应用提供了一种简单的,标准的方式去访问需要用户授权的 API 服务。OAUTH 认证授权具有以下特点:

简单:不管是 OAuth 服务提供者还是应用开发者,都很容易于理解与使用;

安全:没有涉及到用户密钥等信息,更安全更灵活;

开放:任何服务提供商都可以实现 OAuth,任何软件开发商都可以使用 OAuth;

关于jwt和Oauth我们就不做过多的介绍了。大家直接去百度一大堆,这种内容写出来就没有技术含量了。

思考一个问题:就是在分布式情况下,我们怎么去生成这个token?在哪里生成是最好的呢?

现在我们举例说明,有三个服务,会员,订单,支付,这个三个服务,他们都需要用户验证,我们不可能在每个系统中去写一个认证过程,所以,我们的认证是一个单独的服务。

认证流程:用户提供用户信息,到认证中心验证,成功就返回一个token,访问其他服务的时候在请求头携带上token信息,服务只需要去解析token的值就可以了,这样做既满足了微服务轻量级的需求,也避免了了浏览器禁用cookie的情况,岂不美哉。

我们要知道一个事情,对于我们的认证服务器来说,只有两种服务,那就是认证服务器和资源服务器,所有我们这里的会员,订单,支付服务,对于认证服务器来说都是资源服务器。

descri

搭建认证服务

我们采用SpringSecurity Oauth2.0 JWT Redis搭建服务

采用SpringSecurity的密码模式,其他模式请自行百度参考,这里提供当前认证的最需求的做法。

pom.xml

<parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>1.5.2.RELEASE</version>
        <relativePath /> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>
    <properties>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
        <project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding>
        <java.version>1.8</java.version>
    </properties>
    <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-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.security.oauth</groupId>
            <artifactId>spring-security-oauth2</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.security</groupId>
            <artifactId>spring-security-jwt</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba</groupId>
            <artifactId>fastjson</artifactId>
            <version>1.2.40</version>
        </dependency>
    </dependencies>
    <dependencyManagement>
        <dependencies>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
                <version>Dalston.RC1</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
        </dependencies>
    </dependencyManagement>
    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
                <configuration>
                    <archive>
                        <manifest>
                            <mainClass>com.cdhenren.AuthApplication</mainClass>
                        </manifest>
                    </archive>
                </configuration>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
    <repositories>
        <repository>
            <id>spring-milestones</id>
            <name>Spring Milestones</name>
            <url>https://repo.spring.io/milestone</url>
            <snapshots>
                <enabled>false</enabled>
            </snapshots>
        </repository>
    </repositories>

配置文件application.yml

server:
  port: 8080
spring:
  redis:
    host: 127.0.0.1
    password: null
    port: 6379
    pool:
      max-idle: 100
      min-idle: 1
      max-active: 1000
      max-wait: -1
logging:
  level: 
    per.lx: DEBUG

配置认证服务

@Configuration
@EnableAuthorizationServer
public class AuthServerConfig extends AuthorizationServerConfigurerAdapter {
    // 资源ID
    private static final String SOURCE_ID = "order";
    private static final int ACCESS_TOKEN_TIMER = 60 * 60 * 24;
    private static final int REFRESH_TOKEN_TIMER = 60 * 60 * 24 * 30;

    @Autowired
    AuthenticationManager authenticationManager;
    @Autowired
    RedisConnectionFactory redisConnectionFactory;

    @Override
    public void configure(ClientDetailsServiceConfigurer clients) throws Exception {
        clients.inMemory().withClient("myapp").resourceIds(SOURCE_ID).authorizedGrantTypes("password", "refresh_token")
                .scopes("all").authorities("ADMIN").secret("lxapp").accessTokenValiditySeconds(ACCESS_TOKEN_TIMER)
                .refreshTokenValiditySeconds(REFRESH_TOKEN_TIMER);
    }

    @Override
    public void configure(AuthorizationServerEndpointsConfigurer endpoints) throws Exception {
        endpoints.accessTokenConverter(accessTokenConverter());
        endpoints.tokenStore(tokenStore()).authenticationManager(authenticationManager);
    }

    @Override
    public void configure(AuthorizationServerSecurityConfigurer oauthServer) throws Exception {
        // 允许表单认证
        oauthServer.allowFormAuthenticationForClients();
    }

    // JWT
    @Bean
    public JwtAccessTokenConverter accessTokenConverter() {
        JwtAccessTokenConverter accessTokenConverter = new JwtAccessTokenConverter() {
            /***
             * 重写增强token方法,用于自定义一些token总需要封装的信息
             */
            @Override
            public OAuth2AccessToken enhance(OAuth2AccessToken accessToken, OAuth2Authentication authentication) {
                String userName = authentication.getUserAuthentication().getName();
                // 得到用户名,去处理数据库可以拿到当前用户的信息和角色信息(需要传递到服务中用到的信息)
                final Map<String, Object> additionalInformation = new HashMap<>();
                // Map假装用户实体
                Map<String, String> userinfo = new HashMap<>();
                userinfo.put("id", "1");
                userinfo.put("username", "LiaoXiang");
                userinfo.put("qqnum", "438944209");
                userinfo.put("userFlag", "1");
                additionalInformation.put("userinfo", JSON.toJSONString(userinfo));
                ((DefaultOAuth2AccessToken) accessToken).setAdditionalInformation(additionalInformation);
                OAuth2AccessToken enhancedToken = super.enhance(accessToken, authentication);
                return enhancedToken;
            }
        };
        // 测试用,资源服务使用相同的字符达到一个对称加密的效果,生产时候使用RSA非对称加密方式
        accessTokenConverter.setSigningKey("SigningKey");
        return accessTokenConverter;
    }

    @Bean
    public TokenStore tokenStore() {
        RedisTokenStore tokenStore = new RedisTokenStore(redisConnectionFactory);
        return tokenStore;
    }

}

安全认证配置

@Configuration
@EnableWebSecurity
public class SecurityConfiguration extends WebSecurityConfigurerAdapter {

    // 请配置这个,以保证在刷新Token时能成功刷新
    @Autowired
    public void globalUserDetails(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
        // 配置用户来源于数据库
        auth.userDetailsService(userDetailsService());
    }

    @Bean
    @Override
    protected UserDetailsService userDetailsService() {

        // 这里是添加两个用户到内存中去,实际中是从#下面去通过数据库判断用户是否存在
        InMemoryUserDetailsManager manager = new InMemoryUserDetailsManager();
        manager.createUser(User.withUsername("user_1").password("123456").authorities("USER").build());
        manager.createUser(User.withUsername("user_2").password("123456").authorities("USER").build());
        return manager;

        // #####################实际开发中在下面写从数据库获取数据###############################
        // return new UserDetailsService() {
        // @Override
        // public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws
        // UsernameNotFoundException {
        // // 通过用户名获取用户信息
        // boolean isUserExist = false;
        // if (isUserExist) {
        // //创建spring security安全用户和对应的权限(从数据库查找)
        // User user = new User("username", "password",
        // AuthorityUtils.createAuthorityList("admin", "manager"));
        // return user;
        // } else {
        // throw new UsernameNotFoundException("用户[" + username + "]不存在");
        // }
        // }
        // };

    }

    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        // @formatter:off
        http.requestMatchers().anyRequest().and().authorizeRequests().antMatchers("/oauth/**").permitAll();
        // @formatter:on
    }
}

到这里一个认证服务器就搭建成功了。

我们写一个启动类来启动

@SpringBootApplication
public class AuthApp {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(AuthApp.class, args);
    }
}

启动后发现控制台输出了我们的请求连接(表明集成成功)

console

然后我们用postman进行请求模拟

req

请求参数中的信息来自于配置文件,不同的话不能生成成功。用户信息请自行修改代码从数据库获取

可以看到我们的返回信息中包含的信息,其中有固定的信息和我们自定义的信息。

resp

顺便看看我们的Redis中存储的认证信息,可以看到redis新增了很多信息

redis

到这里我们的认证服务就搭建成功了,就可以用来访问其他的服务了
#######################################################################

我们这里来搭建资源服务器,也就是通过TOKEN去访问的服务

pom.xml

<parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>1.5.2.RELEASE</version>
        <relativePath />
    </parent>

    <properties>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
        <project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding>
        <java.version>1.8</java.version>
    </properties>

    <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-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.security.oauth</groupId>
            <artifactId>spring-security-oauth2</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.security</groupId>
            <artifactId>spring-security-jwt</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>commons-lang</groupId>
            <artifactId>commons-lang</artifactId>
            <version>2.6</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba</groupId>
            <artifactId>fastjson</artifactId>
            <version>1.2.40</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
            <artifactId>jjwt</artifactId>
            <version>0.7.0</version>
        </dependency>
    </dependencies>
    <dependencyManagement>
        <dependencies>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
                <version>Dalston.RC1</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
        </dependencies>
    </dependencyManagement>
    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
                <configuration>
                    <archive>
                        <manifest>
                            <mainClass>com.cdhenren.AuthApplication</mainClass>
                        </manifest>
                    </archive>
                </configuration>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
    <repositories>
        <repository>
            <id>spring-milestones</id>
            <name>Spring Milestones</name>
            <url>https://repo.spring.io/milestone</url>
            <snapshots>
                <enabled>false</enabled>
            </snapshots>
        </repository>
    </repositories>

新建一个资源服务配置文件ResourceConfiguration.java
我们这里配置以/order/*开头的请求不用认证

@Configuration
@EnableResourceServer
public class ResourceConfiguration extends ResourceServerConfigurerAdapter {

    private static final String SOURCE_ID = "order";

    @Autowired
    private RedisConnectionFactory redisConnectionFactory;

    @Override
    @CrossOrigin
    public void configure(ResourceServerSecurityConfigurer resources) {
        resources.resourceId(SOURCE_ID).stateless(true);
        resources.tokenServices(defaultTokenServices());
    }

    @Override
    public void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        // @formatter:off
                // 我们这里放开/order/*的请求,以/order/*开头的请求不用认证
        http.authorizeRequests().antMatchers("/order/*").permitAll().and().authorizeRequests()
                .antMatchers(HttpMethod.OPTIONS).permitAll().anyRequest().authenticated();
        // @formatter:on
    }

    // 自定义的Token存储器,存到Redis中
    @Bean
    public TokenStore tokenStore() {
        RedisTokenStore tokenStore = new RedisTokenStore(redisConnectionFactory);
        return tokenStore;
    }

    // Token转换器
    @Bean
    public JwtAccessTokenConverter accessTokenConverter() {
        JwtAccessTokenConverter accessTokenConverter = new JwtAccessTokenConverter() {
        };
        accessTokenConverter.setSigningKey("SigningKey");
        return accessTokenConverter;
    }

    /**
     * 创建一个默认的资源服务token
     */
    @Bean
    public ResourceServerTokenServices defaultTokenServices() {
        final DefaultTokenServices defaultTokenServices = new DefaultTokenServices();
        // 使用自定义的Token转换器
        defaultTokenServices.setTokenEnhancer(accessTokenConverter());
        // 使用自定义的tokenStore
        defaultTokenServices.setTokenStore(tokenStore());
        return defaultTokenServices;
    }
}

然后我们写一个工具类,去获取我们在认证端传过来的userinfo

public class AuthUtils {
    public static String getReqUser(HttpServletRequest req) {
        String header = req.getHeader("Authorization");
        String token = StringUtils.substringAfter(header, "bearer");
        Claims claims;
        try {
            claims = Jwts.parser().setSigningKey("SigningKey".getBytes("UTF-8")).parseClaimsJws(token).getBody();
        } catch (Exception e) {
            return null;
        }
        String localUser = (String) claims.get("userinfo");
        // 拿到当前用户
        return localUser;
    }
}

到这里我们就配置完了我们的所有请求,我们编写一个Controller进行验证。

@RestController
public class TestEndpoints {
    @GetMapping("/product/{id}")
    public String getProduct(@PathVariable String id, HttpServletRequest req) {
        Authentication authentication = SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication();
        System.out.println("用户名  : " + JSON.toJSONString(authentication.getPrincipal()));
        System.out.println("封装的传递信息  : " + AuthUtils.getReqUser(req));
        return "(Need Auth Request)product id : " + id;
    }

    @GetMapping("/order/{id}")
    public String getOrder(@PathVariable String id) {
        return "(No Auth Request)order id : " + id;
    }
}

这下我们就测试完成了
首先访问我们不需要认证的请求:127.0.0.1:8081/order/1,可以正常访问返回数据

noauth

然后不带我们的token进行访问另外一个链接(需要认证):127.0.0.1:8081/product/1

可以看到返回没有认证不能访问的提示,如下图

authno

下面我们在请求头里面带上我们的token,这里注意一下,token是携带在Header中的Authorization属性中,而且我们需要用token类型+token的方式进行传递,这里我们的类型默认是bearer,加上我们的请求头就可以正常访问到数据了。如下图

authyes

现在,我们可以直接拿去集成到我们真实的微服务项目中去了,保证我们的项目从这一篇博客开始。

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