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系列专栏：Spring Boot实战
前言
Spring Security 和 JWT 实现认证、权限控制是一种在Web应用中保障安全的重要手段。
Spring Security是一个功能强大的身份验证和访问控制框架，它提供了完善的认证机制和方法级的授权功能。JWT（JSON Web Token）则是一种基于Token的认证方案，用于在通信双方之间传递安全信息。将Spring Security与JWT整合，可以实现有效的认证和权限管理，提升系统的安全性。
Spring Security的核心是一系列过滤器链，不同的功能经由不同的过滤器实现。例如，UsernamePasswordAuthenticationFilter负责登录认证处理，而FilterSecurityInterceptor则用于权限授权判断。这些过滤器形成了一道安全屏障，确保只有经过身份验证的用户才能访问应用程序的特定部分。
JWT在这种体系结构中扮演了重要角色。它是一种简洁且URL安全的方式，用于传递声明性陈述。一个JWT实际上就是一个字符串，由三部分组成：头部（Header）、载荷（Payload）和签名（Signature）。头部一般包含令牌的类型（例如JWT）和所使用的加密算法（如HMAC SHA256或RSA）；载荷则包含了声明信息，例如用户ID、用户名和其他属性；签名则用于验证令牌的合法性，确保令牌在传输过程中未被篡改。
在生成JWT令牌时，可以使用对称加密（例如HMAC）或非对称加密（例如RSA）。对称加密使用相同的密钥进行加密和解密，而非对称加密则使用一对公钥和私钥。公钥加密的内容只能通过私钥解密，反之亦然。为了增加安全性，许多应用采用非对称加密算法，将公钥放在客户端，而将私钥保存在服务器端。
当用户成功登录后，服务器会生成一个JWT令牌并返回给客户端。客户端将该令牌存储在本地（例如浏览器的Local Storage），并在随后的请求中将其放在HTTP请求头的Authorization字段中发送给服务器。服务器接收到带有JWT的请求后，会通过一系列的过滤器来验证令牌的有效性。如果令牌有效且用户拥有相应的权限，请求将继续执行；否则，请求将被拒绝。
使用Spring Security和JWT进行认证及权限控制的优势在于其灵活性和扩展性。Spring Security提供了丰富的定制化选项，可以根据具体需求配置所需的过滤器和认证流程。同时，JWT的无状态特性使得系统易于扩展，特别是在微服务架构中，无需在不同服务间同步用户的会话信息。
综上所述，Spring Security结合JWT提供了一种高效且安全的认证和权限控制方案。通过理解其核心原理和正确配置相关组件，开发者可以构建出既安全又易维护的Web应用。
案例
要在SpringBoot中整合Spring Security和JWT实现认证和权限控制，你需要按照以下步骤进行：
1、在你的pom.xml文件中添加以下依赖：
<dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
</dependency>
<dependency><groupId>io.jsonwebtoken</groupId><artifactId>jjwt</artifactId><version>0.9.1</version>
</dependency>
2、创建一个名为JwtUtil的工具类，用于生成和解析JWT令牌。
import io.jsonwebtoken.Claims;
import io.jsonwebtoken.Jwts;
import io.jsonwebtoken.SignatureAlgorithm;
import java.util.Date;public class JwtUtil {private static final String SECRET_KEY = "your_secret_key";private static final long EXPIRATION_TIME = 86400000L; // 1 day in millisecondspublic static String generateToken(String username) {return Jwts.builder().setSubject(username).setIssuedAt(new Date()).setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + EXPIRATION_TIME)).signWith(SignatureAlgorithm.HS512, SECRET_KEY).compact();}public static String getUsernameFromToken(String token) {Claims claims = Jwts.parser().setSigningKey(SECRET_KEY).parseClaimsJws(token).getBody();return claims.getSubject();}public static boolean validateToken(String token) {try {Jwts.parser().setSigningKey(SECRET_KEY).parseClaimsJws(token);return true;} catch (Exception e) {return false;}}
}
3、创建一个实现UserDetailsService接口的类，用于加载用户信息。
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetails;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetailsService;
import org.springframework.security.core.userdetails.UsernameNotFoundException;
import org.springframework.stereotype.Service;@Service
public class CustomUserDetailsService implements UserDetailsService {// Load user from database or other data source@Overridepublic UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {// Implement your logic to load user details by username// For example, you can fetch user details from the database and return a UserDetails object}
}
4、创建一个名为SecurityConfig的配置类，继承WebSecurityConfigurerAdapter，并覆盖相应的方法。
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.security.authentication.AuthenticationManager;
import org.springframework.security.config.annotation.authentication.builders.AuthenticationManagerBuilder;
import org.springframework.security.config.annotation.method.configuration.EnableGlobalMethodSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.EnableWebSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfigurerAdapter;
import org.springframework.security.config.http.SessionCreationPolicy;
import org.springframework.security.crypto.bcrypt.BCryptPasswordEncoder;
import org.springframework.security.crypto.password.PasswordEncoder;
import org.springframework.security.web.authentication.UsernamePasswordAuthenticationFilter;@Configuration
@EnableWebSecurity
@EnableGlobalMethodSecurity(prePostEnabled = true)
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {@Autowiredprivate CustomUserDetailsService userDetailsService;@Autowiredprivate JwtRequestFilter jwtRequestFilter;@Overrideprotected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {auth.userDetailsService(userDetailsService).passwordEncoder(passwordEncoder());}@Overrideprotected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {http.csrf().disable().authorizeRequests().antMatchers("/api/auth/**").permitAll().anyRequest().authenticated().and().sessionManagement().sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS);http.addFilterBefore(jwtRequestFilter, UsernamePasswordAuthenticationFilter.class);}@Beanpublic PasswordEncoder passwordEncoder() {return new BCryptPasswordEncoder();}@Override@Beanpublic AuthenticationManager authenticationManagerBean() throws Exception {return super.authenticationManagerBean();}
}
5、创建一个名为JwtRequestFilter的过滤器类，继承OncePerRequestFilter，并覆盖doFilterInternal方法。
import org.springframework.security.core.Authentication;
import org.springframework.security.core.context.SecurityContextHolder;
import org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter;
import javax.servlet.FilterChain;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;public class JwtRequestFilter extends OncePerRequestFilter {@Overrideprotected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain filterChain) throws ServletException, IOException {final String authorizationHeader = request.getHeader("Authorization");String username = null;String jwt = null;if (authorizationHeader != null && authorizationHeader.startsWith("Bearer ")) {jwt = authorizationHeader.substring(7);username = JwtUtil.getUsernameFromToken(jwt);}if (username != null && SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication() == null) {UserDetails userDetails = this.userDetailsService.loadUserByUsername(username);if (JwtUtil.validateToken(jwt)) {Authentication authentication = new UsernamePasswordAuthenticationToken(userDetails, null, userDetails.getAuthorities());SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authentication);}}filterChain.doFilter(request, response);}
}
现在，你已经成功地在SpringBoot项目中整合了Spring Security和JWT，可以实现认证和权限控制。
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