Springboot2+SpringSecurity+Oauth2+Mysql數據庫實現持久化客戶端數據

本文轉載自查看原文 2019-08-23 13:12 4531 SpringBoot/ Spring

介紹
建表，初始化數據
工程配置
Authorization Server - Spring Security配置
Authorization Server - 授權服務器
Resource Server - 資源服務器
測試
工程下載

(一) 簡介

OAuth是一個關於授權的開放網絡標准，在全世界得到的廣泛的應用，目前是2.0的版本。OAuth2在“客戶端”與“服務提供商”之間，設置了一個授權層(authorization layer)。“客戶端”不能直接登錄“服務提供商”，只能登錄授權層，以此將用戶與客戶端分離。“客戶端”登錄需要OAuth提供的令牌，否則將提示認證失敗而導致客戶端無法訪問服務。OAuth2.0是OAuth協議的延續版本，但不向后兼容OAuth 1.0即完全廢止了OAuth1.0。

OAuth2為我們提供了四種授權方式：

1、授權碼模式（authorization code）
2、簡化模式（implicit）
3、密碼模式（resource owner password credentials）
4、客戶端模式（client credentials）

授權碼模式

授權碼相對其他三種來說是功能比較完整、流程最安全嚴謹的授權方式，通過客戶端的后台服務器與服務提供商的認證服務器交互來完成。流程如下圖所示：

簡化模式

這種模式不通過服務器端程序來完成，直接由瀏覽器發送請求獲取令牌，令牌是完全暴露在瀏覽器中的，這種模式極力不推崇。流程如下圖所示：

密碼模式

密碼模式也是比較常用到的一種，客戶端向授權服務器提供用戶名、密碼然后得到授權令牌。這種模式不過有種弊端，我們的客戶端需要存儲用戶輸入的密碼，但是對於用戶來說信任度不高的平台是不可能讓他們輸入密碼的。流程如下圖所示：

客戶端模式

客戶端模式是客戶端以自己的名義去授權服務器申請授權令牌，並不是完全意義上的授權。如下圖所示：

上述簡單的介紹了OAuth2內部的四種授權方式，我們下面使用密碼模式來進行測試；我們就來講解下SpringBoot項目中是如何配置使用OAuth2服務器端，並且我們使用數據庫中的用戶數據來做驗證處理，並讓OAuth2整合SpringSecurity來保護我們的REST接口。

(二) 建表，初始化數據

Oauth2相關的5張表：

oauth_access_token：訪問令牌
oauth_refresh_token：更新令牌
oauth_client_details：客戶端信息
oauth_code：授權碼
oauth_approvals：授權記錄
oauth_client_token: 客戶端用來記錄token信息

只以密碼模式來進行測試，不考慮管理功能，只用到了了oauth_client_details，oauth_access_token，oauth_refresh_token 三張表

DROP TABLE IF EXISTS `oauth_access_token`;
CREATE TABLE `oauth_access_token` (
`token_id` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '加密的access_token的值',
`token` longblob COMMENT 'OAuth2AccessToken.java對象序列化后的二進制數據',
`authentication_id` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '加密過的username,client_id,scope',
`user_name` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '登錄的用戶名',
`client_id` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '客戶端ID',
`authentication` longblob COMMENT 'OAuth2Authentication.java對象序列化后的二進制數據',
`refresh_token` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '加密的refresh_token的值'
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

DROP TABLE IF EXISTS `oauth_approvals`;
CREATE TABLE `oauth_approvals` (
`userId` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '登錄的用戶名',
`clientId` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '客戶端ID',
`scope` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '申請的權限范圍',
`status` varchar(10) DEFAULT NULL COMMENT '狀態（Approve或Deny）',
`expiresAt` datetime DEFAULT NULL COMMENT '過期時間',
`lastModifiedAt` datetime DEFAULT NULL COMMENT '最終修改時間'
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

DROP TABLE IF EXISTS `oauth_client_details`;
CREATE TABLE `oauth_client_details` (
`client_id` varchar(255) NOT NULL COMMENT '客戶端ID',
`resource_ids` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '資源ID集合,多個資源時用逗號(,)分隔',
`client_secret` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '客戶端密匙',
`scope` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '客戶端申請的權限范圍',
`authorized_grant_types` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '客戶端支持的grant_type',
`web_server_redirect_uri` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '重定向URI',
`authorities` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '客戶端所擁有的Spring Security的權限值，多個用逗號(,)分隔',
`access_token_validity` int(11) DEFAULT NULL COMMENT '訪問令牌有效時間值(單位:秒)',
`refresh_token_validity` int(11) DEFAULT NULL COMMENT '更新令牌有效時間值(單位:秒)',
`additional_information` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '預留字段',
`autoapprove` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '用戶是否自動Approval操作'
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

DROP TABLE IF EXISTS `oauth_client_token`;
CREATE TABLE `oauth_client_token` (
`token_id` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '加密的access_token值',
`token` longblob COMMENT 'OAuth2AccessToken.java對象序列化后的二進制數據',
`authentication_id` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '加密過的username,client_id,scope',
`user_name` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '登錄的用戶名',
`client_id` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '客戶端ID'
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

DROP TABLE IF EXISTS `oauth_code`;
CREATE TABLE `oauth_code` (
`code` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '授權碼(未加密)',
`authentication` varbinary(255) DEFAULT NULL COMMENT 'AuthorizationRequestHolder.java對象序列化后的二進制數據'
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

DROP TABLE IF EXISTS `oauth_refresh_token`;
CREATE TABLE `oauth_refresh_token` (
`token_id` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '加密過的refresh_token的值',
`token` longblob COMMENT 'OAuth2RefreshToken.java對象序列化后的二進制數據 ',
`authentication` longblob COMMENT 'OAuth2Authentication.java對象序列化后的二進制數據'
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

DROP TABLE IF EXISTS `sys_user`;
CREATE TABLE `sys_user` (
`id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`username` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT '用戶名',
`password` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT '密碼',
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用戶信息表';

憑證(賬號)和權限表3張

authority 權限表
credentials 憑證表(相當於用戶賬號表)
credentials_authorities 授權表(以上2個表的關聯表)

現實項目中對應的是用戶，角色，權限表

DROP TABLE IF EXISTS `authority`;
CREATE TABLE `authority` (
`id` bigint(11) NOT NULL COMMENT '權限id',
`authority` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '權限',
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

DROP TABLE IF EXISTS `credentials`;
CREATE TABLE `credentials` (
`id` bigint(11) NOT NULL COMMENT '憑證id',
`enabled` tinyint(1) NOT NULL COMMENT '是否可用',
`name` varchar(255) NOT NULL COMMENT '用戶名',
`password` varchar(255) NOT NULL COMMENT '密碼',
`version` int(11) DEFAULT NULL COMMENT '版本號',
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

DROP TABLE IF EXISTS `credentials_authorities`;
CREATE TABLE `credentials_authorities` (
`credentials_id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '憑證id',
`authorities_id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '權限id'
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

初始化數據

定義了3個角色3個賬號
以“project_api” 命名resourceServer中的api請求路徑，我們定義一個客戶端叫做：user-client（認證權限類型：read，write)
密碼都是user,數據庫中存的是加密過后的字符串

INSERT INTO authority  VALUES(1,'ROLE_OAUTH_ADMIN');
INSERT INTO authority VALUES(2,'ROLE_RESOURCE_ADMIN');
INSERT INTO authority VALUES(3,'ROLE_PROJECT_ADMIN');
INSERT INTO credentials VALUES(1,b'1','oauth_admin','$2a$10$BurTWIy5NTF9GJJH4magz.9Bd4bBurWYG8tmXxeQh1vs7r/wnCFG2','0');
INSERT INTO credentials VALUES(2,b'1','resource_admin','$2a$10$BurTWIy5NTF9GJJH4magz.9Bd4bBurWYG8tmXxeQh1vs7r/wnCFG2','0');
INSERT INTO credentials  VALUES(3,b'1','project_admin','$2a$10$BurTWIy5NTF9GJJH4magz.9Bd4bBurWYG8tmXxeQh1vs7r/wnCFG2','0');
INSERT INTO credentials_authorities VALUE (1,1);
INSERT INTO credentials_authorities VALUE (2,2);
INSERT INTO credentials_authorities VALUE (3,3);


INSERT INTO oauth_client_details VALUES('user_client','project_api', '$2a$10$BurTWIy5NTF9GJJH4magz.9Bd4bBurWYG8tmXxeQh1vs7r/wnCFG2', 'read,write', 'password,refresh_token', 'http://127.0.0.1', 'ROLE_PROJECT_ADMIN', 7200, 1800, NULL, 'true');

（三）工程配置

創建父工程oauth2，繼續建立兩個子模塊：

Authorization Server - 授權服務器
Resource Server - 資源服務器

具體配置下載工程源碼查看

（四）Authorization Server - Spring Security配置

創建一個spring security 配置類，在配置類中注入了上面我們自定義的自定義UserDetailsService以及用戶密碼驗證器。

package com.oauth2.authorization.config;

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.core.userdetails.UserDetailsService;
import org.springframework.security.crypto.bcrypt.BCryptPasswordEncoder;
import org.springframework.security.crypto.password.PasswordEncoder;

/**
 * spring security 配置類
 */
@Configuration
@EnableWebSecurity
@EnableGlobalMethodSecurity(prePostEnabled = true) //開啟security注解
public class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {

    /**
     * 密碼編碼驗證器
     * @return
     */
    @Bean
    public PasswordEncoder passwordEncoder() {
        return new BCryptPasswordEncoder();
    }

    /**
     * 自定義UserDetailsService用來從數據庫中根據用戶名查詢用戶信息以及角色信息
     */
    @Autowired
    public UserDetailsService userDetailsService;

    @Override
    @Bean
    public AuthenticationManager authenticationManagerBean() throws Exception {
        return super.authenticationManagerBean();
    }

    @Override
    protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
        auth.userDetailsService(userDetailsService)
                .passwordEncoder(passwordEncoder());
    }

    /**
     * 驗證配置
     * @param http
     * @throws Exception
     */
    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http
                .authorizeRequests()
                .antMatchers("/**").authenticated()
                .and()
                .userDetailsService(userDetailsService);
    }
}

自定義UserDetailsService

創建一個名叫JdbcUserDetails的類實現UserDetailsService接口，代碼如下：

public class JdbcUserDetails implements UserDetailsService {

    @Autowired
    private CredentialsDao credentialsDao;

    @Override
    public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {

        Credentials credentials = credentialsDao.findByName(username);
        if (credentials == null) {
            throw new UsernameNotFoundException("User '" + username + "' can not be found");
        }

        return new User(credentials.getName(), credentials.getPassword(), credentials.isEnabled(), true, true, true, credentials.getGrantedAuthorities());
    }

}

（五）Authorization Server - 授權服務器

授權服務器負責驗證用戶標識並提供令牌，使用@EnableAuthorizationServer注解啟用授權服務器配置。

package com.oauth2.authorization.config;

import com.oauth2.authorization.userdetails.JdbcUserDetails;
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.core.userdetails.UserDetailsService;
import org.springframework.security.crypto.password.PasswordEncoder;
import org.springframework.security.oauth2.config.annotation.configurers.ClientDetailsServiceConfigurer;
import org.springframework.security.oauth2.config.annotation.web.configuration.AuthorizationServerConfigurerAdapter;
import org.springframework.security.oauth2.config.annotation.web.configuration.EnableAuthorizationServer;
import org.springframework.security.oauth2.config.annotation.web.configurers.AuthorizationServerEndpointsConfigurer;
import org.springframework.security.oauth2.config.annotation.web.configurers.AuthorizationServerSecurityConfigurer;
import org.springframework.security.oauth2.provider.approval.ApprovalStore;
import org.springframework.security.oauth2.provider.approval.JdbcApprovalStore;
import org.springframework.security.oauth2.provider.client.JdbcClientDetailsService;
import org.springframework.security.oauth2.provider.code.AuthorizationCodeServices;
import org.springframework.security.oauth2.provider.code.JdbcAuthorizationCodeServices;
import org.springframework.security.oauth2.provider.token.TokenStore;
import org.springframework.security.oauth2.provider.token.store.JdbcTokenStore;

import javax.sql.DataSource;

/**
 * 授權服務器配置
 */
@Configuration
@EnableAuthorizationServer   //注解開啟了驗證服務器
public class AuthorizationServerConfig extends AuthorizationServerConfigurerAdapter {

    @Autowired
    private DataSource dataSource;

    @Autowired
    private PasswordEncoder passwordEncoder;

    @Autowired
    private AuthenticationManager authenticationManager;

    @Bean
    public JdbcClientDetailsService  jdbcClientDetailsService() {
        return new JdbcClientDetailsService(dataSource);
    }

    @Bean
    public TokenStore tokenStore() {
        return new JdbcTokenStore(dataSource);
    }

    @Autowired
    public UserDetailsService userDetailsService;

    /**
     * 配置 token 節點的安全策略
     * @param security
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void configure(AuthorizationServerSecurityConfigurer security) throws Exception {
        security.tokenKeyAccess("permitAll()");  // 獲取 token 的策略
        security.checkTokenAccess("isAuthenticated()");
    }

    /**
     * 配置客戶端信息
     *
     * @param clients
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void configure(ClientDetailsServiceConfigurer clients) throws Exception {
        clients.withClientDetails(jdbcClientDetailsService());  //設置客戶端的配置從數據庫中讀取，存儲在oauth_client_details表
    }

    @Override
    public void configure(AuthorizationServerEndpointsConfigurer endpoints) throws Exception {
        endpoints.authenticationManager(authenticationManager) // 開啟密碼驗證，來源於 WebSecurityConfigurerAdapter
                .userDetailsService(userDetailsService) // 讀取驗證用戶的信息
                .tokenStore(tokenStore());

    }

}

（六）Resource Server - 資源服務器

資源服務器，受OAuth2令牌保護的資源

package com.oauth2.resources.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.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.crypto.bcrypt.BCryptPasswordEncoder;
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.TokenStore;
import org.springframework.security.oauth2.provider.token.store.JdbcTokenStore;
import org.springframework.security.web.authentication.logout.LogoutSuccessHandler;


import javax.sql.DataSource;

/**
 * 資源服務器配置
 */

@Configuration
@EnableResourceServer
@EnableWebSecurity
@EnableGlobalMethodSecurity(prePostEnabled = true)
public class ResourcesServerConfig extends ResourceServerConfigurerAdapter {

    @Autowired
    private DataSource dataSource;

@Bean
    public BCryptPasswordEncoder passwordEncoder() {
    return new BCryptPasswordEncoder();
}

    @Autowired
    private LogoutSuccessHandler logoutSuccessHandler;

    @Bean
    public TokenStore tokenStore() {
        return new JdbcTokenStore(dataSource);
    }

    @Override
    public void configure(ResourceServerSecurityConfigurer resources) throws Exception {
        resources.resourceId("project_api").stateless(false);
        resources.tokenStore(tokenStore());
    }

    @Override
    public void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http
                .logout()
                .logoutUrl("/logout")//虛擬的登出地址
                .logoutSuccessHandler(logoutSuccessHandler)//登出做的操作
                .and()
                .authorizeRequests()
                .antMatchers("/test/hello").permitAll()
                .antMatchers("/test/**").authenticated();
    }
}

我們這里設置了一個LogoutSuccessHandler，他的作用是請求/logout地址時，清空數據庫中的accessToken，防止被竊取用於訪問，代碼如下：

package com.oauth2.resources.config;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.security.core.Authentication;
import org.springframework.security.oauth2.common.OAuth2AccessToken;
import org.springframework.security.oauth2.provider.token.TokenStore;
import org.springframework.security.web.authentication.logout.LogoutSuccessHandler;
import org.springframework.stereotype.Component;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;

/**
 * 登出清空accessToken
 */

@Component
public class LogoutSuccessHandlerImpl implements LogoutSuccessHandler {

    private static String BEARER_AUTHENTICATION = "Bearer";

    private static String HEADER_AUTHENTICATION = "authorization";

    @Autowired
    private TokenStore tokenStore;

    @Override
    public void onLogoutSuccess(HttpServletRequest httpServletRequest, HttpServletResponse httpServletResponse, Authentication authentication) throws IOException, ServletException {
        String auth = httpServletRequest.getHeader(HEADER_AUTHENTICATION);
        String token = httpServletRequest.getParameter("access_token");
        if (auth != null && auth.startsWith(BEARER_AUTHENTICATION)) {
            token = token.split(" ")[0];
        }

        if (token != null) {
            OAuth2AccessToken accessToken = tokenStore.readAccessToken(token);
            if (accessToken != null) {
                tokenStore.removeAccessToken(accessToken);
            }
        }
    }

}

（七）測試

資源服務器測試代碼

package com.oauth2.resources.controller;

import org.springframework.security.access.prepost.PreAuthorize;
import org.springframework.security.core.Authentication;
import org.springframework.security.core.context.SecurityContextHolder;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
@RequestMapping(value = "/test")
public class TestController {

    @GetMapping("/hello")
    public String hello(){
        return "Hello";
    }

    @GetMapping("/meet")
    public String meet(){
        return "I meet you";
    }

    @GetMapping("/welcome")
    public String welcome(){
        Authentication authentication = SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication();
        return "Welcome " + authentication.getName();
    }

    @GetMapping("/project")
    @PreAuthorize("hasRole('ROLE_PROJECT_ADMIN')")  //具有此角色
    public String project(){
        return "This is my project";
    }


}

在ResourceServerConfig配置中，只有/test/hello不需要授權，其他都需要授權。

1. 直接訪問 http://localhost:8081/test/hello ，無需授權，所以正常響應，輸出hello字符串。

2. 訪問 http://localhost:8081/test/meet

可以看到正如我們預期一樣，返回了401錯誤以及錯誤信息，下面我們來獲取access_token。

3. Spring Security OAuth2默認提供的四個URL：

/oauth/authorize ：授權AuthorizationEndpoint
/oauth/token ：令牌TokenEndpoint
/oauth/check_token ：令牌校驗CheckTokenEndpoint
/oauth/confirm_access ：授權頁面WhitelabelApprovalEndpoint
/oauth/error ：錯誤頁面WhitelabelErrorEndpoint

在獲取token之前需要在數據庫表oauth_client_details添加對應的數據，見上方的初始化數據，初始化了一條客戶端配置信息。

4.獲得令牌，POST請求 http://localhost:8080/oauth/token?grant_type=password&username=project_admin&password=user

可以看到我們訪問的地址，grant_type使用到了password模式，username和password即credentials表中的name和password字段值。

獲取access_token需要響應頭中添加客戶端的授權信息，通過Postman工具的頭授權信息即可輸出對應的值就可以完成Basic Auth的加密串生成，clientid、secret的值存執表oauth_client_details中對應字段。

成功訪問后oauth2給我們返回了幾個參數：

access_token：本地訪問獲取到的access_token，會自動寫入到數據庫中。
token_type：獲取到的access_token的授權方式
refersh_token：刷新token時所用到的授權
tokenexpires_in：有效期（從獲取開始計時，值秒后過期）
scope：客戶端的接口操作權限（read：讀，write：寫）

3.帶上授權服務器返回的access_token發訪問 http://localhost:8081/test/meet?access_token=7afa7ff0-2e17-4388-b8c7-47355de57537

成功輸出。

5. 訪問http://localhost:8081/test/welcome?access_token=7afa7ff0-2e17-4388-b8c7-47355de57537

成功打印出了用戶的賬號。

6. 訪問http://localhost:8081/test/project?access_token=7afa7ff0-2e17-4388-b8c7-47355de57537

成功輸出。

從代碼上到，project方法使用了PreAuthorize注解，要求用戶具有ROLE_PROJECT_ADMIN角色才能訪問，如果使用一個不具有ROLE_PROJECT_ADMIN角色的賬號的access_token訪問，將出現下列403提示access_denied：

7. 訪問 http://localhost:8081/logout?access_token=7afa7ff0-2e17-4388-b8c7-47355de57537 ，token將被從數據庫中刪除

再使用該token將提示invalid_token：

（八）工程下載

https://download.csdn.net/download/zsg88/11603183

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