Spring Boot整合JWT实现用户认证[toc]
JWT(Json Web Token),是一种工具,格式为XXXX.XXXX.XXXX的字符串,JWT以一种安全的方式在用户和服务器之间传递存放在JWT中的不敏感信息。
设想这样一个场景,在我们登录一个网站之后,再把网页或者浏览器关闭,下一次打开网页的时候可能显示的还是登录的状态,不需要再次进行登录操作,通过JWT就可以实现这样一个用户认证的功能。当然使用Session可以实现这个功能,但是使用Session的同时也会增加服务器的存储压力,而JWT是将存储的压力分布到各个客户端机器上,从而减轻服务器的压力。
JWT由3个子字符串组成,分别为Header,Payload以及Signature,结合JWT的格式即:Header.Payload.Signature。(Claim是描述Json的信息的一个Json,将Claim转码之后生成Payload)。
Header
Header是由以下这个格式的Json通过Base64编码(编码不是加密,是可以通过反编码的方式获取到这个原来的Json,所以JWT中存放的一般是不敏感的信息)生成的字符串,Header中存放的内容是说明编码对象是一个JWT以及使用“SHA-256”的算法进行加密(加密用于生成Signature)
{
"typ":"JWT",
"alg":"HS256"
}
Claim
Claim是一个Json,Claim中存放的内容是JWT自身的标准属性,所有的标准属性都是可选的,可以自行添加,比如:JWT的签发者、JWT的接收者、JWT的持续时间等;同时Claim中也可以存放一些自定义的属性,这个自定义的属性就是在用户认证中用于标明用户身份的一个属性,比如用户存放在数据库中的id,为了安全起见,一般不会将用户名及密码这类敏感的信息存放在Claim中。将Claim通过Base64转码之后生成的一串字符串称作Payload。
{
"iss":"Issuer —— 用于说明该JWT是由谁签发的",
"sub":"Subject —— 用于说明该JWT面向的对象",
"aud":"Audience —— 用于说明该JWT发送给的用户",
"exp":"Expiration Time —— 数字类型,说明该JWT过期的时间",
"nbf":"Not Before —— 数字类型,说明在该时间之前JWT不能被接受与处理",
"iat":"Issued At —— 数字类型,说明该JWT何时被签发",
"jti":"JWT ID —— 说明标明JWT的唯一ID",
"user-definde1":"自定义属性举例",
"user-definde2":"自定义属性举例"
}
Signature
Signature是由Header和Payload组合而成,将Header和Claim这两个Json分别使用Base64方式进行编码,生成字符串Header和Payload,然后将Header和Payload以Header.Payload的格式组合在一起形成一个字符串,然后使用上面定义好的加密算法和一个密匙(这个密匙存放在服务器上,用于进行验证)对这个字符串进行加密,形成一个新的字符串,这个字符串就是Signature。
服务器在生成一个JWT之后会将这个JWT会以Authorization : Bearer JWT 键值对的形式存放在cookies里面发送到客户端机器,在客户端再次访问收到JWT保护的资源URL链接的时候,服务器会获取到cookies中存放的JWT信息,首先将Header进行反编码获取到加密的算法,在通过存放在服务器上的密匙对Header.Payload 这个字符串进行加密,比对JWT中的Signature和实际加密出来的结果是否一致,如果一致那么说明该JWT是合法有效的,认证成功,否则认证失败。
这里的代码实现使用的是Spring Boot(版本号:1.5.10)框架,以及Apache Ignite(版本号:2.3.0)数据库。有关Ignite和Spring Boot的整合可以查看这里。
http://blog.csdn.net/ltl112358/article/details/79399026
代码说明:
代码中与JWT有关的内容如下:
这个类中声明了一个@Bean ,用于生成一个过滤器类,对/secure 链接下的所有资源访问进行JWT的验证
/**
* This is Jwt configuration which set the url "/secure/*" for filtering
* @program: users
* @create: 2018-03-03 21:18
**/
@Configuration
public class JwtCfg {
@Bean
public FilterRegistrationBean jwtFilter() {
final FilterRegistrationBean registrationBean = new FilterRegistrationBean();
registrationBean.setFilter(new JwtFilter());
registrationBean.addUrlPatterns("/secure/*");
return registrationBean;
}
}
这个类声明了一个JWT过滤器类,从Http请求中提取JWT的信息,并使用了”secretkey”这个密匙对JWT进行验证
/**
* Check the jwt token from front end if is invalid
* @program: users
* @create: 2018-03-01 11:03
**/
public class JwtFilter extends GenericFilterBean {
public void doFilter(final ServletRequest req, final ServletResponse res, final FilterChain chain)
throws IOException, ServletException {
// Change the req and res to HttpServletRequest and HttpServletResponse
final HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) req;
final HttpServletResponse response = (HttpServletResponse) res;
// Get authorization from Http request
final String authHeader = request.getHeader("authorization");
// If the Http request is OPTIONS then just return the status code 200
// which is HttpServletResponse.SC_OK in this code
if ("OPTIONS".equals(request.getMethod())) {
response.setStatus(HttpServletResponse.SC_OK);
chain.doFilter(req, res);
}
// Except OPTIONS, other request should be checked by JWT
else {
// Check the authorization, check if the token is started by "Bearer "
if (authHeader == null || !authHeader.startsWith("Bearer ")) {
throw new ServletException("Missing or invalid Authorization header");
}
// Then get the JWT token from authorization
final String token = authHeader.substring(7);
try {
// Use JWT parser to check if the signature is valid with the Key "secretkey"
final Claims claims = Jwts.parser().setSigningKey("secretkey").parseClaimsJws(token).getBody();
// Add the claim to request header
request.setAttribute("claims", claims);
} catch (final SignatureException e) {
throw new ServletException("Invalid token");
}
chain.doFilter(req, res);
}
}
}
这个类中在用户进行登录操作成功之后,将生成一个JWT作为返回
/**
* @program: users
* @create: 2018-02-27 19:28
**/
@RestController
public class PersonController {
@Autowired
private PersonService personService;
/**
* User register with whose username and password
* @param reqPerson
* @return Success message
* @throws ServletException
*/
@RequestMapping(value = "/register", method = RequestMethod.POST)
public String register(@RequestBody() ReqPerson reqPerson) throws ServletException {
// Check if username and password is null
if (reqPerson.getUsername() == "" || reqPerson.getUsername() == null
|| reqPerson.getPassword() == "" || reqPerson.getPassword() == null)
throw new ServletException("Username or Password invalid!");
// Check if the username is used
if(personService.findPersonByUsername(reqPerson.getUsername()) != null)
throw new ServletException("Username is used!");
// Give a default role : MEMBER
List roles = new ArrayList();
roles.add(Role.MEMBER);
// Create a person in ignite
personService.save(new Person(reqPerson.getUsername(), reqPerson.getPassword(), roles));
return "Register Success!";
}
/**
* Check user`s login info, then create a jwt token returned to front end
* @param reqPerson
* @return jwt token
* @throws ServletException
*/
@PostMapping
public String login(@RequestBody() ReqPerson reqPerson) throws ServletException {
// Check if username and password is null
if (reqPerson.getUsername() == "" || reqPerson.getUsername() == null
|| reqPerson.getPassword() == "" || reqPerson.getPassword() == null)
throw new ServletException("Please fill in username and password");
// Check if the username is used
if(personService.findPersonByUsername(reqPerson.getUsername()) == null
|| !reqPerson.getPassword().equals(personService.findPersonByUsername(reqPerson.getUsername()).getPassword())){
throw new ServletException("Please fill in username and password");
}
// Create Twt token
String jwtToken = Jwts.builder().setSubject(reqPerson.getUsername()).claim("roles", "member").setIssuedAt(new Date())
.signWith(SignatureAlgorithm.HS256, "secretkey").compact();
return jwtToken;
}
}
这个类中只是用于测试JWT功能,当用户认证成功之后,/secure 下的资源才可以被访问
/**
* Test the jwt, if the token is valid then return "Login Successful"
* If is not valid, the request will be intercepted by JwtFilter
* @program: users
* @create: 2018-03-01 11:05
**/
@RestController
@RequestMapping("/secure")
public class SecureController {
@RequestMapping("/users/user")
public String loginSuccess() {
return "Login Successful!";
}
}
代码功能测试
本例使用Postman对代码进行测试,这里并没有考虑到安全性传递的明文密码,实际上应该用SSL进行加密
1.首先进行一个新的测试用户的注册,可以看到注册成功的提示返回
2.再让该用户进行登录,可以看到登录成功之后返回的JWT字符串
3.直接申请访问/secure/users/user ,这时候肯定是无法访问的,服务器返回500错误
4.将获取到的JWT作为Authorization属性提交,申请访问/secure/users/user ,可以访问成功
示例代码
https://github.com/ltlayx/SpringBoot-Ignite