OAuth2.0 - 使用 SpringGateWay 网关实现统一鉴权

Posted 2022-02-08 小毕超

一、OAuth2.0

上篇文章我们学习了将用户信息存储至数据库中，前面的学习大家肯定已经对Oauth2.0已经有了自己认识，从前面我们可以了解到了，在用户认证时可以得到自己的用户信息及权限信息，然后权限的校验还是在资源服务实现的，从前面讲解SpringSecurity单体环境的时候我们要做统一的动态鉴权操作，需要实现FilterInvocationSecurityMetadataSource 接口，在其中进行地址的动态角色权限的返回。现在服务的大环境下，每个业务服务都可以称为一个资源服务，那众多的资源服务，每个都实现这个相同的逻辑，有点显得程序的冗余了。

这个时候我们就可以从服务的统一入口gateway网关处寻找突破口了，我们完全可以将每次请求，地址鉴权的操作移交到gateway网关处进行统一拦截处理，并且还可以将Jwt的校验也在gateway网关中进行，现在就不显得程序的冗余了，因为我们只在网关做了改动，其他业务服务不做权限的校验了。

但是这样还是有一个问题，从整体上看我们的服务是安全的，但是每个业务服务之间还是裸奔的形式，一旦黑客绕过了网关，那我们的业务服务就没有安全可言了。而且还有一个问题就是有的接口我们不想配制在网关的统一把控，要通过SpringSecurity的权限注解进行操作，这个时候不就是不生效了吗。

面对上面问题，我们既要保证每个服务是安全的，也要允许每个服务拥有自定义权限的操作，这个时候我们可以就选择对当网关校验成功后，在header中再添加一个Token，这个Token可以还是一个JWT，不过可以把过期时长设置的短一些，也可以是Base64加密之后的字符，业务服务接收到请求，通过继承BasicAuthenticationFilter 过滤器，将用户角色权限信息添加到UsernamePasswordAuthenticationToken 中，交给SpringSecurity管理，这样每个服务就拥有自定义权限的功能，就算绕过网关，还是需要token的校验。

上面已经保证了服务的安全，但是给用户的Jwt是通过对称加密的也有点不太安全，我们可以采用RSA非对称加密的方式生成JWT，认证服务用私钥加密，网关通过公钥校验解析数据，然后转发到每个微服务的Token，如果采用Jwt就可以使用对称加密的方式，减少性能的开销。

总结上面的过程，就是下面我画的这个流程图：

注意：这里为了方便大家的理解，把认证服务和网关分离开来了，正常大家微服务项目中，认证服务也要经过网关的。

下面我们结合前面文章的内容，继续修改项目，实现上面所说的功能，其中网关转发到业务服务，业务服务进行token的解析，由于篇幅，这里就不做展示了，因为这个和前面讲解SpringSecurity整合JWT完全就是一个类型，这里就没必要再拿出来说一遍了，大家可以看下这篇博客：

https://blog.csdn.net/qq_43692950/article/details/122396221

二、认证服务

认证服务前面是通过对称加密生成的JWT，这里我们要修改为RSA非对称加密的方式。

首先生成密钥，可以通过JDK自带的keytool工具进行生成，在cmd中输入以下命令：

keytool -genkey -alias bxc -keyalg RSA -keypass 123456 -keystore bxc.jks -storepass 123456

上面提示的信息可填写也可以不填，最后的一定要填是，不然一直循环。

在当前目录就可以看到生成的jks文件了：

将上面生成的文件复制到认证服务的resources下：

在开始前我们还要对资源服务再引入一个依赖，就是nimbus，也是一个JWT的生成库，要比jjwt更加强大，有兴趣的可以学习下

<dependency>
    <groupId>com.nimbusds</groupId>
    <artifactId>nimbus-jose-jwt</artifactId>
    <version>8.16</version>
</dependency>

下面修改TokenConfig，修改为使用非对称密钥：

@Configuration
public class TokenConfig 

    @Bean
    public TokenStore tokenStore() 
        return new JwtTokenStore(accessTokenConverter());
    

    @Bean
    public JwtAccessTokenConverter accessTokenConverter() 
        JwtAccessTokenConverter converter = new JwtAccessTokenConverter();
        converter.setKeyPair(keyPair()); //非对称秘钥
        return converter;
    

    @Bean
    public KeyPair keyPair() 
        KeyStoreKeyFactory factory = new KeyStoreKeyFactory(new ClassPathResource("bxc.jks"), "123456".toCharArray());
        return factory.getKeyPair("bxc", "123456".toCharArray());
    

下面还要编写一个公钥的接口，既然是公钥，就要公开，当然也可以使用keytool和openssl生成公钥放在资源服务的resources下，通过本地读取的方式获取公钥，这里先提供一个公钥的接口：

@RestController
public class KeyController 

    @Autowired
    KeyPair keyPair;

    //获取公钥
    @GetMapping("/key/public-key")
    public Map<String, Object> getPublicKey() 
        RSAPublicKey publicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();
        RSAKey key = new RSAKey.Builder(publicKey).build();
        return new JWKSet(key).toJSONObject();
    

将该接口放行，不需要认证，修改WebSecurityConfig的configure(HttpSecurity http)，将/key/**规则的直接permitAll()即可

@Override
protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception 
    http.csrf().disable()
            .authorizeRequests()
            .antMatchers("/key/**").permitAll()
            .antMatchers("/login/*").permitAll()
            .anyRequest().authenticated()
            .and()
            .formLogin();

到这认证服务就已经修改完成，重启服务，先看下获取的JWT：

可以明显看到使用RAS非对称生成的JWT要比对称的内容要长，下面再看下公钥的样子：

下面我们就可以去实现网关的逻辑了。

三、GateWay网关

新建一个SpringBoot的module，在依赖中添加GateWay 和 Oauth2.0 的依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>org.springframework.security</groupId>
    <artifactId>spring-security-oauth2-resource-server</artifactId>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-oauth2-client</artifactId>
</dependency>

修改配制文件，转发到资源服务，这里我直接配制的地址转发，由于篇幅这里没有继承注册中心，对网关不了解的，可以看下本专栏关于GateWay网关的讲解。

server:
  port: 80

spring:
  application:
    name: gateway
  cloud:
    gateway:
      httpclient:
        connect-timeout: 2000
        response-timeout: 10s
      routes:
        - id: resuorce
          uri: http://127.0.0.1:8080
          order: 0
          predicates:
            - Path=/resuorce/**
          filters:
            - StripPrefix=1 

下面我们先创建两个Handler，一个无权访问的，一个登录失效的：

@Component
public class AccessDeniedHandler implements ServerAccessDeniedHandler 
    @Override
    public Mono<Void> handle(ServerWebExchange serverWebExchange, AccessDeniedException e) 
        JSONObject params = new JSONObject();
        params.put("code", 403);
        params.put("msg", "权限不足！");

        ServerHttpResponse response = serverWebExchange.getResponse();

        response.getHeaders().setContentType(MediaType.APPLICATION_JSON);
        Mono<Void> ret = null;
        try 
            ret = response.writeAndFlushWith(Flux.just(ByteBufFlux.just(response.bufferFactory().wrap(params.toJSONString().getBytes("UTF-8")))));
         catch (UnsupportedEncodingException e0) 
            e0.printStackTrace();
        
        return ret;
    

@Component
public class LoginLoseHandler extends HttpBasicServerAuthenticationEntryPoint 

    @Override
    public Mono<Void> commence(ServerWebExchange exchange, AuthenticationException e) 
        JSONObject params = new JSONObject();
        params.put("code", 401);
        params.put("msg", "登录失效！");

        ServerHttpResponse response = exchange.getResponse();

        response.getHeaders().setContentType(MediaType.APPLICATION_JSON_UTF8);
        Mono<Void> ret = null;
        try 
            ret = response.writeAndFlushWith(Flux.just(ByteBufFlux.just(response.bufferFactory().wrap(params.toJSONString().getBytes("UTF-8")))));
         catch (UnsupportedEncodingException e0) 
            e0.printStackTrace();
        
        return ret;
    

下面创建一个AuthManagerHandler类进行统一权限的控制，其中这块在注释中也写的比较明确了，就看你们的逻辑自行发挥

@Component
public class AuthManagerHandler implements ReactiveAuthorizationManager<AuthorizationContext> 

    private AntPathMatcher antPathMatcher = new AntPathMatcher();

    @Override
    public Mono<AuthorizationDecision> check(Mono<Authentication> authentication, AuthorizationContext object) 
        ServerHttpRequest request = object.getExchange().getRequest();
        String requestUrl = request.getPath().pathWithinApplication().value();
        //这里可以根据requestUrl查询redis，或者数据库得到requestUrl所需的角色，放入roles中
       List<String> roles = new ArrayList<>();
        if (antPathMatcher.match("/resuorce/admin/**",requestUrl))
            roles.add("ROLE_admin");
        else 
            roles.add("ROLE_common");
        
        roles.add("ROLE_admin");
        return authentication
                .filter(a -> a.isAuthenticated())
                .flatMapIterable(a -> a.getAuthorities())
                .map(g -> g.getAuthority())
                .any(c -> 
                    if (roles.contains(String.valueOf(c))) 
                        return true;
                    
                    return false;
                )
                .map(hasAuthority -> new AuthorizationDecision(hasAuthority))
                .defaultIfEmpty(new AuthorizationDecision(false));
    

    @Override
    public Mono<Void> verify(Mono<Authentication> authentication, AuthorizationContext object) 
        return null;
    

编写接受JWT，并将其转化放入header传入资源服务过滤器：

@Component
@Slf4j
@RequiredArgsConstructor
public class SecurityGlobalFilter implements WebFilter 

    @SneakyThrows
    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, WebFilterChain chain) 
        ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();
        ServerHttpResponse response = exchange.getResponse();

        String token = request.getHeaders().getFirst("Authorization");
        if (StringUtils.isEmpty(token)) 
            JSONObject jsonObject = setResultErrorMsg(401, "登录失效");
            DataBuffer buffer = response.bufferFactory().wrap(jsonObject.toString().getBytes());
            return response.writeWith(Mono.just(buffer));
        
        // 解析JWT获取jti，以jti为key判断redis的黑名单列表是否存在，存在则拦截访问

        token = token.replace("Bearer ", "");
        String payload = "";
        try 
            payload = StrUtil.toString(JWSObject.parse(token).getPayload());
         catch (Exception e) 
            JSONObject jsonObject = setResultErrorMsg(401, "登录失效");
            DataBuffer buffer = response.bufferFactory().wrap(jsonObject.toString().getBytes());
            return response.writeWith(Mono.just(buffer));
        
        if (StringUtils.isEmpty(payload)) 
            JSONObject jsonObject = setResultErrorMsg(401, "登录失效");
            DataBuffer buffer = response.bufferFactory().wrap(jsonObject.toString().getBytes());
            return response.writeWith(Mono.just(buffer));
        

        //给header里面添加值
        JSONObject jsonObject = JSONUtil.parseObj(payload);
        String base64 = Base64.encode(jsonObject.toString());
        ServerHttpRequest tokenRequest = exchange.getRequest().mutate().header("token", base64).build();
        ServerWebExchange build = exchange.mutate().request(tokenRequest).build();
        return chain.filter(build);
    

    private JSONObject setResultErrorMsg(Integer code, String msg) 
        JSONObject jsonObject = new JSONObject();
        jsonObject.put("code", code);
        jsonObject.put("message", msg);
        return jsonObject;
    

下面就要创建ResourceServerConfig，对上面的进行整合及，JWT的配制：

@Configuration
@EnableWebFluxSecurity
public class ResourceServerConfig 

    @Autowired
    AuthManagerHandler authManagerHandler;

    @Autowired
    AccessDeniedHandler accessDeniedHandler;

    @Autowired
    LoginLoseHandler loginLoseHandler;

    @Autowired
    SecurityGlobalFilter securityGlobalFilter;


    // security的鉴权排除列表
    private static final String[] excludedAuthPages = 
            "/auth/**"
    ;


    @Bean
    public SecurityWebFilterChain springSecurityFilterChain(ServerHttpSecurity http) 

        http.oauth2ResourceServer().jwt()
                .jwtAuthenticationConverter(jwtAuthenticationConverter())
               .jwkSetUri("http://localhost:8020/key/public-key")  // 远程获取公钥
        ;

        http.authorizeExchange()
                .pathMatchers(excludedAuthPages).permitAll()  //无需进行权限过滤的请求路径
                .pathMatchers(HttpMethod.OPTIONS).permitAll() //o
                .pathMatchers("/**").access(authManagerHandler)
                .anyExchange().authenticated()
                .and()
                .addFilterAfter(securityGlobalFilter, SecurityWebFiltersOrder.FIRST)
                .exceptionHandling().authenticationEntryPoint(loginLoseHandler)
                .and().exceptionHandling().accessDeniedHandler(accessDeniedHandler)
                .and().cors().disable().csrf().disable();
        return http.build();
    


    @Bean
    public Converter<Jwt, ? extends Mono<? extends AbstractAuthenticationToken>> jwtAuthenticationConverter() 
        JwtGrantedAuthoritiesConverter jwtGrantedAuthoritiesConverter = new JwtGrantedAuthoritiesConverter();
        jwtGrantedAuthoritiesConverter.setAuthorityPrefix("");
        jwtGrantedAuthoritiesConverter.setAuthoritiesClaimName("authorities");

        JwtAuthenticationConverter jwtAuthenticationConverter = new JwtAuthenticationConverter();
        jwtAuthenticationConverter.setJwtGrantedAuthoritiesConverter(jwtGrantedAuthoritiesConverter);
        return new ReactiveJwtAuthenticationConverterAdapter(jwtAuthenticationConverter);
    

启动网关服务

四、测试

如果不携带JWT访问：

登录获取JWT

访问资源服务接口：

访问/common/**，应该无权访问：

通过Debug也可以看出，权限校验统一在AuthManagerHandler中了：


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