Spring Security使用OAuth2进行认证和授权开发

浅浅的花香味﹌ 2023-06-13 09:53 45阅读 0赞

## （一）Spring Security官网介绍 ##

官网地址（https://spring.io/projects/spring-security）  
Spring Security是一个功能强大且高度可定制的身份验证和访问控制框架。它是用于保护基于Spring的应用程序的实际标准。

Spring Security是一个框架，致力于为Java应用程序提供身份验证和授权。与所有Spring项目一样，Spring Security的真正强大之处在于可以轻松扩展以满足自定义要求。

特征  
• 对身份验证和授权的全面且可扩展的支持  
• 防御会话固定，点击劫持，跨站点请求伪造等攻击  
• Servlet API集成  
• 与Spring Web MVC的可选集成

## 了解OAuth 2.0 ##

OAuth 2.0是用于授权的行业标准协议。OAuth 2.0取代了在2006年创建的原始OAuth协议上所做的工作。OAuth2.0专注于简化客户端开发人员，同时为Web应用程序，桌面应用程序，移动电话和客厅设备提供特定的授权流。该规范及其扩展正在IETF OAuth工作组内开发。

详细可以去官网地址(https://oauth.net/2/)  
或者通过http://www.ruanyifeng.com/blog/2014/05/oauth\_2\_0.html  
这篇文章来了解

### 1.了解OAuth 2.0定义的四种授权方式 ###

OAuth的作用是让"客户端"（一般指浏览器）安全可控地获取"用户"的授权，与"服务商提供商"进行互动。客户端必须得到用户的授权（authorization grant），才能获得令牌（access token）。

#### 根据使用场景不同，分成了4种模式 ####

 密码模式（以下简称password模式）：认证的时候需要验证用户名和密码，适合已经拥有用户表的时候在登录时使用。  
 客户端模式（以下简称client\_credentials模式）：是较常使用的模式，客户端在认证的时候只需要客户端id和密码就可以进行授权，获得访问资源的权限。适合在纯后端服务器之间安全的进行资源访问。  
 授权码模式：因为使用到了回调地址，是最为复杂的方式，通常网站中经常出现的微博，qq第三方登录，都会采用这个形式。  
 简化模式：不常用到。

### 2.了解令牌刷新 ###

如果用户访问的时候，客户端的"访问令牌"已经过期，则需要使用"更新令牌"申请一个新的访问令牌。

客户端发出更新令牌的HTTP请求，包含以下参数：  
 granttype：表示使用的授权模式，此处的值固定为"refreshtoken"，必选项。  
 refresh\_token：表示早前收到的更新令牌，必选项。  
 scope：表示申请的授权范围，不可以超出上一次申请的范围，如果省略该参数，则表示与上一次一致。

## （三）开发 ##

### 1.前言 ###

使用oauth2保护应用，可以简单分为三个步骤  
 配置资源服务器  
 配置认证服务器  
 配置spring security

前两点是oauth2的主体内容，而 spring security oauth2是建立在spring security基础之上的，所以有一些体系是公用的。

### 2.引入maven依赖 ###

<dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.security.oauth</groupId>
        <artifactId>spring-security-oauth2</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-data-redis</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
                <groupId>io.springfox</groupId>
                <artifactId>springfox-swagger2</artifactId>
                <version>2.9.2</version>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>io.springfox</groupId>
                <artifactId>springfox-swagger-ui</artifactId>
                <version>2.9.2</version>
            </dependency>

### 3.创建资源 ###

@RestController
    public class TestEndpoints {
    
        @GetMapping("/order")
        @ApiOperation(value = "受保护的接口")
        public String getOrder(@PathVariable String id) {
            Authentication authentication = SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication();
            return "order id : " + id;
        }
        @GetMapping("/product")
        @ApiOperation(value = "没有保护的接口", hidden = true)
        public String getProduct(@PathVariable String id){
            Authentication authentication = SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication();
            return "product id : " + id;
        }
    }

创建一个endpoint作为提供给外部的资源接口。通过认证和授权，客户端会获得能够访问受保护资源的授权（令牌）。而这是我们要访问的受保护接口。

### 4. 配置资源服务器 ###

资源服务器和授权服务器是oauth2的核心配置。这里将客户端信息放到了内存中。正式开发应该存放到redis或者数据库里面。

@Configuration
    @EnableResourceServer
    public class ResourceServerConfiguration extends ResourceServerConfigurerAdapter {
    
        @Autowired
        RedisConnectionFactory redisConnectionFactory;
    
        private static final String DEMO_RESOURCE_ID = "order";
    
        @Override
        public void configure(ResourceServerSecurityConfigurer resources) {
            // 配置资源id
            resources.resourceId(DEMO_RESOURCE_ID)
                    // 令牌信息一般存储到redis，现在测试使用在内存中新建用户
                    //.tokenStore(new RedisTokenStore(redisConnectionFactory))
                    // 无状态对登录成功的用户不会创建Session
                    .stateless(true);
        }
    
        @Override
        public void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
            http
                    .authorizeRequests()
                    //配置order访问控制，必须认证过后才可以访问
                    .antMatchers("/order/**")
                    .authenticated();
        }
    }

### 5.配置授权服务器 ###

token的存储一般选择使用redis，一是性能比较好，二是自动过期的机制，符合token的特性。

@Configuration
    @EnableAuthorizationServer
    public class AuthorizationServerConfiguration extends AuthorizationServerConfigurerAdapter {
        @Autowired
        AuthenticationManager authenticationManager;
        @Autowired
        RedisConnectionFactory redisConnectionFactory;
        @Autowired
        private UserDetailsService userService;
    
        private static final String DEMO_RESOURCE_ID = "order";
    
        @Value("${oauth2.client-id}")
        private String clientId;
        @Value("${oauth2.secret}")
        private String clientSecret;
    
        @Override
        public void configure(ClientDetailsServiceConfigurer clients) throws Exception {
            //配置两个客户端,一个用于password认证一个用于client认证
            clients.inMemory().withClient("client_1")
                    .resourceIds(DEMO_RESOURCE_ID)//客户端ID
                    .authorizedGrantTypes("client_credentials", "refresh_token")
                    .scopes("select")
                    .authorities("client") //授权服务器，client_1和client_2都属于client
                    .secret("123456")//设置客户端密码
                    .and().withClient("client_2")
                    .resourceIds(DEMO_RESOURCE_ID)
                    .authorizedGrantTypes("password", "refresh_token")
                    .scopes("select")
                    .authorities("client")
                    .secret("123456");
            //使用bcrypt加密
            /*String finalSecret = "{bcrypt}"+passwordEncoder().encode(clientSecret);
            clients.inMemory()
                    .withClient(clientId)//客户端ID
                    .authorizedGrantTypes("password", "refresh_token","client_credentials")//设置验证方式
                    .scopes("read", "write","trust")
                    .secret(finalSecret)//设置客户端密码
                    .authorities("oauth2")
                    .accessTokenValiditySeconds(7200) //token过期时间
                    .refreshTokenValiditySeconds(7200); //refresh过期时间*/
        }
    
        @Override
        public void configure(AuthorizationServerEndpointsConfigurer endpoints) throws Exception {
            //token信息保存到redis
            endpoints.tokenStore(new RedisTokenStore(redisConnectionFactory))
                    //这一步的配置是必不可少的，否则SpringBoot会自动配置一个AuthenticationManager,覆盖掉内存中的用户
                    .authenticationManager(authenticationManager);
                    // 不加报错"method_not_allowed"
                    //.allowedTokenEndpointRequestMethods(HttpMethod.GET, HttpMethod.POST)
                    //一般会重写配置userService 这样每次认证的时候会去检验用户是否锁定，有效等.
                    // 没有它，在使用refresh_token的时候会报错，现在使用内存中新建的userservice
                    //.userDetailsService(userService);
        }
    
        @Bean
        PasswordEncoder passwordEncoder(){
            return new BCryptPasswordEncoder();
        }
    
        @Override
        public void configure(AuthorizationServerSecurityConfigurer oauthServer) throws Exception {
            //允许表单认证
            oauthServer.allowFormAuthenticationForClients();
        }
    
    }

### 6.配置spring security ###

对SpringSecurity的配置的扩展，支持自定义白名单资源路径和查询用户逻辑

在spring security的版本迭代中，产生了多种配置方式，建造者模式，适配器模式等等设计模式的使用，spring security内部的认证flow也是错综复杂。使用了springboot之后，spring security其实是有不少自动配置的，我们可以仅仅修改自己需要的那一部分，并且遵循一个原则，直接覆盖最需要的那一部分。

#### 下面有2种方法替换内存中的用户 ####

（1） 替换掉了容器中的UserDetailsService  
（2） 替换AuthenticationManager

里面还自定义了资源白名单

@Configuration
    @EnableWebSecurity
    @Order(1000) //可以设置优先级
    public class SecurityConfiguration extends WebSecurityConfigurerAdapter {
        @Bean
        @Override
        //配置在内存中的两个用户
        protected UserDetailsService userDetailsService() {
            //替换掉了容器中的UserDetailsService
            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;
        }
    
        @Override
        //配置在内存中的两个用户，效果跟上面一样
        protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
            //替换了AuthenticationManager效果
            auth.inMemoryAuthentication()
                    .withUser("user_1")
                    .password("123456")
                    .authorities("USER")
                    .and()
                    .withUser("user_2")
                    .password("123456")
                    .authorities("USER");
    
        }
        
        @Bean
        @Override
        public AuthenticationManager authenticationManagerBean() throws Exception {
            //不重写configure(AuthenticationManagerBuilder auth)注入内存中的用户会被新的管理覆盖
            return super.authenticationManagerBean();
        }
        
        //配置不需要权限验证的路径
        @Override
        protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
            // @formatter:off
            http.requestMatchers().anyRequest()
                    .and()
                    .authorizeRequests()
                    .antMatchers("/oauth/*")
                    .permitAll();
            // @formatter:on
        }
    }

### 8.获取token ###

启动应用之后，我们可以使用http工具来访问/oauth/token来获得令牌  
password模式：

http://localhost:8080/oauth/token?username=user\_1&password=123456&grant\_type=password&scope=select&client\_id=client\_2&client\_secret=123456

响应如下：  
\{“access\_token”:“950a7cc9-5a8a-42c9-a693-40e817b1a4b0”,“token\_type”:“bearer”,“refresh\_token”:“773a0fcd-6023-45f8-8848-e141296cb3cb”,“expires\_in”:27036,“scope”:“select”\}

client模式：

http://localhost:8080/oauth/token?grant\_type=client\_credentials&scope=select&client\_id=client\_1&client\_secret=123456

响应如下：  
\{“access\_token”:“56465b41-429d-436c-ad8d-613d476ff322”,“token\_type”:“bearer”,“expires\_in”:25074,“scope”:“select”\}

在配置中，我们已经配置了对order资源的保护，如果直接访问：  
http://localhost:8080/order/1  
会得到这样的响应：  
\{“error”:“unauthorized”,“error\_description”:“Full authentication is required to access this resource”\}  
（这样的错误响应可以通过重写配置来修改）  
而对于未受保护的product资源  
http://localhost:8080/product/1  
则可以直接访问，得到响应  
product id : 1

携带accessToken参数访问受保护的资源：  
使用password模式获得的token:  
http://localhost:8080/order/1?access\_token=950a7cc9-5a8a-42c9-a693-40e817b1a4b0  
得到了之前匿名访问无法获取的资源：  
order id : 1

使用client模式获得的token:  
http://localhost:8080/order/1?access\_token=56465b41-429d-436c-ad8d-613d476ff322  
同上的响应  
order id : 1