OAuth2结合JWT

OAuth2结合JWT

无状态登录

什么是有状态

有状态服务，即服务端需要记录每次会话的客户端信息，从而识别客户端身份，根据用户身份进行请求的处理，典型的设计如 Tomcat 中的 Session。例如登录：用户登录后，我们把用户的信息保存在服务端 session 中，并且给用户一个 COOKIE 值，记录对应的 session，然后下次请求，用户携带 COOKIE 值来（这一步有浏览器自动完成），我们就能识别到对应 session，从而找到用户的信息。这种方式目前来看最方便，但是也有一些缺陷，如下：

• 服务端保存大量数据，增加服务端压力


• 服务端保存用户状态，不支持集群化部署

什么是无状态

微服务集群中的每个服务，对外提供的都使用 RESTful 风格的接口。而 RESTful 风格的一个最重要的规范就是：服务的无状态性，即：

• 服务端不保存任何客户端请求者信息


• 客户端的每次请求必须具备自描述信息，通过这些信息识别客户端身份

那么这种无状态性有哪些好处呢？

• 客户端请求不依赖服务端的信息，多次请求不需要必须访问到同一台服务器


• 服务端的集群和状态对客户端透明
  -服务端可以任意的迁移和伸缩（可以方便的进行集群化部署）


• 减小服务端存储压力

如何实现无状态

无状态登录的流程：

• 首先客户端发送账户名/密码到服务端进行认证


• 认证通过后，服务端将用户信息加密并且编码成一个 token，返回给客户端


• 以后客户端每次发送请求，都需要携带认证的 token


• 服务端对客户端发送来的 token 进行解密，判断是否有效，并且获取用户登录信息

JWT

JWT，全称是 Json Web Token ， 是一种 JSON 风格的轻量级的授权和身份认证规范，可实现无状态、分布式的 Web 应用授权

一、JWT 数据格式
JWT 包含三部分数据：

1.Header：头部，通常头部有两部分信息：

• 声明类型，这里是JWT


• 加密算法，自定义

我们会对头部进行 Base64Url 编码（可解码），得到第一部分数据。

2.Payload：载荷，就是有效数据，在官方文档中(RFC7519)，这里给了 7 个示例信息：

• iss (issuer)：表示签发人


• exp (expiration time)：表示token过期时间


• sub (subject)：主题


• aud (audience)：受众


• nbf (Not Before)：生效时间


• iat (Issued At)：签发时间


• jti (JWT ID)：编号

这部分也会采用 Base64Url 编码，得到第二部分数据。

3.Signature：签名，是整个数据的认证信息。一般根据前两步的数据，再加上服务的的密钥 secret（密钥保存在服务端，不能泄露给客户端），通过 Header 中配置的加密算法生成。用于验证整个数据完整和可靠性。

生成的数据格式如下：
eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJhdWQiOlsicmVzMSJdLCJ1c2VyX25hbWUiOiJhZG1pbiIsInNjb3BlIjpbImFsbCJdLCJleHAiOjE2MDQyMTQ0NjIsImF1dGhvcml0aWVzIjpbIlJPTEVfYWRtaW4iXSwianRpIjoiNTU0OTA0YzctYjU2MC00NmU4LThkZjctOTIzZTBmZGQ0NmYxIiwiY2xpZW50X2lkIjoiYWRtaW4ifQ.xzxPeAWLZgeaINS-0-syPV0acWHGQDTnuK_npuBa_oA

注意，这里的数据通过 . 隔开成了三部分，分别对应前面提到的三部分，另外，这里数据是不换行的，图片换行只是为了展示方便而已。

JWT 交互流程

步骤翻译：

1. 应用程序或客户端向授权服务器请求授权


2. 获取到授权后，授权服务器会向应用程序返回访问令牌


3. 应用程序使用访问令牌来访问受保护资源（如API）

因为 JWT 签发的 token 中已经包含了用户的身份信息，并且每次请求都会携带，这样服务的就无需保存用户信息，甚至无需去数据库查询，这样就符合了 RESTful 的无状态规范。

JWT 存在的问题
说了这么多，JWT 也不是天衣无缝，由客户端维护登录状态带来的一些问题在这里依然存在，举例如下：

1. 续签问题，这是被很多人诟病的问题之一，传统的 COOKIE+session 的方案天然的支持续签，但是 jwt 由于服务端不保存用户状态，因此很难完美解决续签问题，如果引入 redis，虽然可以解决问题，但是 jwt 也变得不伦不类了。


2. 注销问题，由于服务端不再保存用户信息，所以一般可以通过修改 secret 来实现注销，服务端 secret 修改后，已经颁发的未过期的 token 就会认证失败，进而实现注销，不过毕竟没有传统的注销方便。


3. 密码重置，密码重置后，原本的 token 依然可以访问系统，这时候也需要强制修改 secret。


4. 基于第 2 点和第 3 点，一般建议不同用户取不同 secret。

OAuth2 中的问题

授权服务器派发了 access_token 之后，客户端拿着 access_token 去请求资源服务器，资源服务器要去校验 access_token 的真伪，所以我们在资源服务器上配置了 RemoteTokenServices，让资源服务器做远程校验：

@Bean
RemoteTokenServices tokenServices() {
RemoteTokenServices services = new RemoteTokenServices();
services.setCheckTokenEndpointUrl("http://localhost:8080/oauth/check_token");
services.setClientId("javaboy");
services.setClientSecret("123");
return services;
}


在高并发环境下这样的校验方式显然是有问题的，如果结合 JWT，用户的所有信息都保存在 JWT 中，这样就可以有效的解决上面的问题。

改造方案

Token的存储方式

@Bean
TokenStore tokenStore()
{
//return new RedisTokenStore(redisConnectionFactory);
return new JwtTokenStore(jwtAccessTokenConverter());
}


可以看出，他需要JwtAccessTokenConverter，要提供这个bean！

@Bean
JwtAccessTokenConverter jwtAccessTokenConverter()
{
JwtAccessTokenConverter converter = new JwtAccessTokenConverter();
converter.setSigningKey("admin");
return converter;
}


注入：

@Autowired
JwtAccessTokenConverter jwtAccessTokenConverter;


配置完成之后，我们还需要在 AuthorizationServer 中修改 AuthorizationServerTokenServices 实例，如下：

@Bean
AuthorizationServerTokenServices tokenServices()
{
DefaultTokenServices tokenServices = new DefaultTokenServices();
tokenServices.setClientDetailsService(clientDetailsService());
tokenServices.setSupportRefreshToken(true);//是否支持刷新
tokenServices.setTokenStore(tokenStore());
//tokenServices.setAccessTokenValiditySeconds(60);//token有效期
//tokenServices.setRefreshTokenValiditySeconds(60 * 60 * 24 * 7);//token刷新机制保留的时间
TokenEnhancerChain tokenEnhancerChain = new TokenEnhancerChain();
tokenEnhancerChain.setTokenEnhancers(Arrays.asList(jwtAccessTokenConverter));
tokenServices.setTokenEnhancer(tokenEnhancerChain);
return tokenServices;
}


如此之后，我们的 auth-server 就算是配置成功了。
发一次请求测试！

资源服务器改造

package com.example.userserver.config;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity;
import org.springframework.security.oauth2.config.annotation.web.configuration.EnableResourceServer;
import org.springframework.security.oauth2.config.annotation.web.configuration.ResourceServerConfigurerAdapter;
import org.springframework.security.oauth2.config.annotation.web.configurers.ResourceServerSecurityConfigurer;
import org.springframework.security.oauth2.provider.token.RemoteTokenServices;
import org.springframework.security.oauth2.provider.token.TokenStore;
import org.springframework.security.oauth2.provider.token.store.JwtAccessTokenConverter;
import org.springframework.security.oauth2.provider.token.store.JwtTokenStore;
import javax.annotation.Resource;
@Configuration
@EnableResourceServer
public class ResourceServerConfig extends ResourceServerConfigurerAdapter
{
@Bean
TokenStore tokenStore()
{
return new JwtTokenStore(jwtAccessTokenConverter());
}
@Bean
JwtAccessTokenConverter jwtAccessTokenConverter()
{
JwtAccessTokenConverter converter = new JwtAccessTokenConverter();
converter.setSigningKey("admin");
return converter;
}
@Autowired
TokenStore tokenStore;
// @Bean
// RemoteTokenServices remoteTokenServices(){
// RemoteTokenServices tokenServices = new RemoteTokenServices();
// tokenServices.setCheckTokenEndpointUrl("http://localhost:8080/oauth/check_token");
// tokenServices.setClientId("admin");
// tokenServices.setClientSecret("123");
// return tokenServices;
// }
@Override
public void configure(ResourceServerSecurityConfigurer resources) throws Exception
{
//和资源服务器上的保持一致名字
resources.resourceId("res1").tokenStore(tokenStore);
//.tokenServices(remoteTokenServices());
}
@Override
public void configure(HttpSecurity http) throws Exception
{
http.authorizeRequests()
.antMatchers("/admin/**").hasRole("admin")
.anyRequest().authenticated().and().cors();
}
}


测试

postman发起一个post请求
http://localhost:8080/oauth/token?client_id=admin&client_secret=123&grant_type=password&username=admin&password=123
得到如下结果：

拿出token访问接口

http://localhost:8081/hello
输入token，访问成功！

自定义返回的Token数据

自定义类 CustomAdditionalInformation 实现 TokenEnhancer 接口，并实现接口中的 enhance 方法。enhance 方法中的 OAuth2AccessToken 参数就是已经生成的 access_token 信息，我们可以从 OAuth2AccessToken 中取出已经生成的额外信息，然后在此基础上追加自己的信息。

@Component
public class CustomAdditionalInformation implements TokenEnhancer {
@Override
public OAuth2AccessToken enhance(OAuth2AccessToken accessToken, OAuth2Authentication authentication) {
Map<String, Object> info = accessToken.getAdditionalInformation();
info.put("author", "朝花不迟暮");
((DefaultOAuth2AccessToken) accessToken).setAdditionalInformation(info);
return accessToken;
}
}


配置完成之后，我们还需要在 AuthorizationServer 中修改 AuthorizationServerTokenServices 实例，如下：

@Bean
AuthorizationServerTokenServices tokenServices()
{
DefaultTokenServices tokenServices = new DefaultTokenServices();
tokenServices.setClientDetailsService(clientDetailsService());
tokenServices.setSupportRefreshToken(true);//是否支持刷新
tokenServices.setTokenStore(tokenStore());
//tokenServices.setAccessTokenValiditySeconds(60);//token有效期
//tokenServices.setRefreshTokenValiditySeconds(60 * 60 * 24 * 7);//token刷新机制保留的时间
TokenEnhancerChain tokenEnhancerChain = new TokenEnhancerChain();
tokenEnhancerChain.setTokenEnhancers(Arrays.asList(jwtAccessTokenConverter,customAdditionalInformation));
tokenServices.setTokenEnhancer(tokenEnhancerChain);
return tokenServices;
}


效果图：