# Spring Cloud Security：Oauth2结合JWT使用

Spring Cloud Security 为构建安全的SpringBoot应用提供了一系列解决方案，结合Oauth2还可以实现更多功能，比如使用JWT令牌存储信息，刷新令牌功能，本文将对其结合JWT使用进行详细介绍。

# JWT简介

JWT是JSON WEB TOKEN的缩写，它是基于 RFC 7519 标准定义的一种可以安全传输的的JSON对象，由于使用了数字签名，所以是可信任和安全的。

# JWT的组成

JWT token的格式：header.payload.signature；
header中用于存放签名的生成算法；

    {
      "alg": "HS256",
      "typ": "JWT"
    }

payload中用于存放数据，比如过期时间、用户名、用户所拥有的权限等；

    {
      "exp": 1572682831,
      "user_name": "macro",
      "authorities": [
        "admin"
      ],
      "jti": "c1a0645a-28b5-4468-b4c7-9623131853af",
      "client_id": "admin",
      "scope": [
        "all"
      ]
    }

signature为以header和payload生成的签名，一旦header和payload被篡改，验证将失败。

# JWT实例

这是一个JWT的字符串：

    eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJleHAiOjE1NzI2ODI4MzEsInVzZXJfbmFtZSI6Im1hY3JvIiwiYXV0aG9yaXRpZXMiOlsiYWRtaW4iXSwianRpIjoiYzFhMDY0NWEtMjhiNS00NDY4LWI0YzctOTYyMzEzMTg1M2FmIiwiY2xpZW50X2lkIjoiYWRtaW4iLCJzY29wZSI6WyJhbGwiXX0.x4i6sRN49R6JSjd5hd1Fr2DdEMBsYdC4KB6Uw1huXPg

可以在该网站上获得解析结果：https://jwt.io/

# 创建oauth2-jwt-server模块

该模块只是对oauth2-server模块的扩展，直接复制过来扩展下下即可。

# oauth2中存储令牌的方式

在上一节中我们都是把令牌存储在内存中的，这样如果部署多个服务，就会导致无法使用令牌的问题。 Spring Cloud Security中有两种存储令牌的方式可用于解决该问题，一种是使用Redis来存储，另一种是使用JWT来存储。

# 使用Redis存储令牌

在pom.xml中添加Redis相关依赖：

    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
    </dependency>

在application.yml中添加redis相关配置：

    spring:
      redis: #redis相关配置
        password: 123456 #有密码时设置

添加在Redis中存储令牌的配置：

    /**
     * 使用redis存储token的配置
     * Created by macro on 2019/10/8.
     */
    @Configuration
    public class RedisTokenStoreConfig {
    
        @Autowired
        private RedisConnectionFactory redisConnectionFactory;
    
        @Bean
        public TokenStore redisTokenStore (){
            return new RedisTokenStore(redisConnectionFactory);
        }
    }

在认证服务器配置中指定令牌的存储策略为Redis：

    /**
     * 认证服务器配置
     * Created by macro on 2019/9/30.
     */
    @Configuration
    @EnableAuthorizationServer
    public class AuthorizationServerConfig extends AuthorizationServerConfigurerAdapter {
    
        @Autowired
        private PasswordEncoder passwordEncoder;
    
        @Autowired
        private AuthenticationManager authenticationManager;
    
        @Autowired
        private UserService userService;
    
        @Autowired
        @Qualifier("redisTokenStore")
        private TokenStore tokenStore;
    
        /**
         * 使用密码模式需要配置
         */
        @Override
        public void configure(AuthorizationServerEndpointsConfigurer endpoints) {
            endpoints.authenticationManager(authenticationManager)
                    .userDetailsService(userService)
                    .tokenStore(tokenStore);//配置令牌存储策略
        }
        
        //省略代码...
    }

运行项目后使用密码模式来获取令牌，访问如下地址：http://localhost:9401/oauth/token

进行获取令牌操作，可以发现令牌已经被存储到Redis中。

# 使用JWT存储令牌

添加使用JWT存储令牌的配置：

    /**
     * 使用Jwt存储token的配置
     * Created by macro on 2019/10/8.
     */
    @Configuration
    public class JwtTokenStoreConfig {
    
        @Bean
        public TokenStore jwtTokenStore() {
            return new JwtTokenStore(jwtAccessTokenConverter());
        }
    
        @Bean
        public JwtAccessTokenConverter jwtAccessTokenConverter() {
            JwtAccessTokenConverter accessTokenConverter = new JwtAccessTokenConverter();
            accessTokenConverter.setSigningKey("test_key");//配置JWT使用的秘钥
            return accessTokenConverter;
        }
    }

在认证服务器配置中指定令牌的存储策略为JWT：

    /**
     * 认证服务器配置
     * Created by macro on 2019/9/30.
     */
    @Configuration
    @EnableAuthorizationServer
    public class AuthorizationServerConfig extends AuthorizationServerConfigurerAdapter {
    
        @Autowired
        private PasswordEncoder passwordEncoder;
    
        @Autowired
        private AuthenticationManager authenticationManager;
    
        @Autowired
        private UserService userService;
    
        @Autowired
        @Qualifier("jwtTokenStore")
        private TokenStore tokenStore;
        @Autowired
        private JwtAccessTokenConverter jwtAccessTokenConverter;
        @Autowired
        private JwtTokenEnhancer jwtTokenEnhancer;
    
        /**
         * 使用密码模式需要配置
         */
        @Override
        public void configure(AuthorizationServerEndpointsConfigurer endpoints) {
            endpoints.authenticationManager(authenticationManager)
                    .userDetailsService(userService)
                    .tokenStore(tokenStore) //配置令牌存储策略
                    .accessTokenConverter(jwtAccessTokenConverter);
        }
        
        //省略代码...
    }

运行项目后使用密码模式来获取令牌，访问如下地址：http://localhost:9401/oauth/token

发现获取到的令牌已经变成了JWT令牌，将access_token拿到https://jwt.io/ 网站上去解析下可以获得其中内容。

    {
      "exp": 1572682831,
      "user_name": "macro",
      "authorities": [
        "admin"
      ],
      "jti": "c1a0645a-28b5-4468-b4c7-9623131853af",
      "client_id": "admin",
      "scope": [
        "all"
      ]
    }

# 扩展JWT中存储的内容

有时候我们需要扩展JWT中存储的内容，这里我们在JWT中扩展一个key为enhance，value为enhance info的数据。

继承TokenEnhancer实现一个JWT内容增强器：

    /**
     * Jwt内容增强器
     * Created by macro on 2019/10/8.
     */
    public class JwtTokenEnhancer implements TokenEnhancer {
        @Override
        public OAuth2AccessToken enhance(OAuth2AccessToken accessToken, OAuth2Authentication authentication) {
            Map<String, Object> info = new HashMap<>();
            info.put("enhance", "enhance info");
            ((DefaultOAuth2AccessToken) accessToken).setAdditionalInformation(info);
            return accessToken;
        }
    }

创建一个JwtTokenEnhancer实例：

    /**
     * 使用Jwt存储token的配置
     * Created by macro on 2019/10/8.
     */
    @Configuration
    public class JwtTokenStoreConfig {
        
        //省略代码...
    
        @Bean
        public JwtTokenEnhancer jwtTokenEnhancer() {
            return new JwtTokenEnhancer();
        }
    }

在认证服务器配置中配置JWT的内容增强器：

    /**
     * 认证服务器配置
     * Created by macro on 2019/9/30.
     */
    @Configuration
    @EnableAuthorizationServer
    public class AuthorizationServerConfig extends AuthorizationServerConfigurerAdapter {
    
        @Autowired
        private PasswordEncoder passwordEncoder;
    
        @Autowired
        private AuthenticationManager authenticationManager;
    
        @Autowired
        private UserService userService;
    
        @Autowired
        @Qualifier("jwtTokenStore")
        private TokenStore tokenStore;
        @Autowired
        private JwtAccessTokenConverter jwtAccessTokenConverter;
        @Autowired
        private JwtTokenEnhancer jwtTokenEnhancer;
    
        /**
         * 使用密码模式需要配置
         */
        @Override
        public void configure(AuthorizationServerEndpointsConfigurer endpoints) {
            TokenEnhancerChain enhancerChain = new TokenEnhancerChain();
            List<TokenEnhancer> delegates = new ArrayList<>();
            delegates.add(jwtTokenEnhancer); //配置JWT的内容增强器
            delegates.add(jwtAccessTokenConverter);
            enhancerChain.setTokenEnhancers(delegates);
            endpoints.authenticationManager(authenticationManager)
                    .userDetailsService(userService)
                    .tokenStore(tokenStore) //配置令牌存储策略
                    .accessTokenConverter(jwtAccessTokenConverter)
                    .tokenEnhancer(enhancerChain);
        }
    
        //省略代码...
    }

运行项目后使用密码模式来获取令牌，之后对令牌进行解析，发现已经包含扩展的内容。

    {
      "user_name": "macro",
      "scope": [
        "all"
      ],
      "exp": 1572683821,
      "authorities": [
        "admin"
      ],
      "jti": "1ed1b0d8-f4ea-45a7-8375-211001a51a9e",
      "client_id": "admin",
      "enhance": "enhance info"
    }

# Java中解析JWT中的内容

如果我们需要获取JWT中的信息，可以使用一个叫jjwt的工具包。

在pom.xml中添加相关依赖：

    <dependency>
        <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
        <artifactId>jjwt</artifactId>
        <version>0.9.0</version>
    </dependency>

修改UserController类，使用jjwt工具类来解析Authorization头中存储的JWT内容。

    /**
     * Created by macro on 2019/9/30.
     */
    @RestController
    @RequestMapping("/user")
    public class UserController {
        @GetMapping("/getCurrentUser")
        public Object getCurrentUser(Authentication authentication, HttpServletRequest request) {
            String header = request.getHeader("Authorization");
            String token = StrUtil.subAfter(header, "bearer ", false);
            return Jwts.parser()
                    .setSigningKey("test_key".getBytes(StandardCharsets.UTF_8))
                    .parseClaimsJws(token)
                    .getBody();
        }
    
    }

将令牌放入Authorization头中，访问如下地址获取信息：http://localhost:9401/user/getCurrentUser

# 刷新令牌

在Spring Cloud Security 中使用oauth2时，如果令牌失效了，可以使用刷新令牌通过refresh_token的授权模式再次获取access_token。

只需修改认证服务器的配置，添加refresh_token的授权模式即可。

    /**
     * 认证服务器配置
     * Created by macro on 2019/9/30.
     */
    @Configuration
    @EnableAuthorizationServer
    public class AuthorizationServerConfig extends AuthorizationServerConfigurerAdapter {
    
        @Override
        public void configure(ClientDetailsServiceConfigurer clients) throws Exception {
            clients.inMemory()
                    .withClient("admin")
                    .secret(passwordEncoder.encode("admin123456"))
                    .accessTokenValiditySeconds(3600)
                    .refreshTokenValiditySeconds(864000)
                    .redirectUris("http://www.baidu.com")
                    .autoApprove(true) //自动授权配置
                    .scopes("all")
                    .authorizedGrantTypes("authorization_code","password","refresh_token"); //添加授权模式
        }
    }

使用刷新令牌模式来获取新的令牌，访问如下地址：http://localhost:9401/oauth/token

# 使用到的模块

    springcloud-learning
    └── oauth2-jwt-server -- 使用jwt的oauth2认证测试服务

# 项目源码地址

https://github.com/macrozheng/springcloud-learningopen in new window

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