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oauth 认证

需求
在微服务架构中,我们有很多业务模块,每个模块都需要有用户认证,权限校验。有时候也会接入来自第三方厂商的应用。要求是只登录一次,即可在各个服务的授权范围内进行操作。看到这个需求,立马就想到了这不就是单点登录吗?于是基于这样的需求,作者使用spring-cloud-oauth2去简单的实现了下用户认证和单点登录。

相关介绍
OAuth2
OAuth2是一个关于授权的网络标准,他定制了设计思路和执行流程。OAuth2一共有四种授权模式:授权码模式(authorization code)、简化模式(implicit)、密码模式(resource owner password)和客户端模式(client credentials)。数据的所有者告诉系统同意授权第三方应用进入系统,获取这些数据。于是数据所有者生产了一个短时间内有效的授权码(token)给第三方应用,用来代替密码,供第三方使用。具体流程请看下图,具体的OAuth2介绍,可以参考这篇文章,写的很详细。(http://www.ruanyifeng.com/blog/2019/04/oauth_design.html)

c5627ac0c77cd227ddc6b2d3f4597fb7.png

Token
令牌(token)和密码(password)的作用是一样的,都可以进入系统获取资源,但是也有几点不同:

令牌是短期的,到期会自动失效,用户无法修改。密码是长期的,用户可以修改,如果不修改,就不会发生变化。

令牌可以被数据所有者撤销,令牌会立即失效。密码一般不允许其他人撤销,只能被操作权限更高的人或者本人修改/重制。

令牌是有权限范围的,会被数据所有者授予。

实现的功能
本篇介绍的是通过密码模式来实现单点登录的功能。

在微服务架构中,我们的一个应用可能会有很多个服务运行,协调来处理实际的业务。这就需要用到单点登录的技术,来统一认证调取接口的是哪个用户。那总不能请求一次,就认证一次,这么做肯定是不行的。那么就需要在认证完用户之后,给这个用户授权,然后发一个令牌(token),有效期内用户请求资源时,就只需要带上这个标识自己身份的token即可。

架构说明
认证中心:oauth2-oauth-server,OAuth2的服务端,主要完成用户Token的生成、刷新、验证等。

微服务:mzh-etl,微服务之一,接收到请求之后回到认证中心(oauth2-oauth-server)去验证。

代码实现
使用到的框架是java基础的spring boot 和spring-cloud-oauth2

认证中心:
1、引入需要的maven包
org.springframework.bootspring-boot-starter-web
org.springframework.cloudspring-cloud-starter-oauth2
org.springframework.bootspring-boot-starter-data-redis
org.springframework.bootspring-boot-starter-actuator
因为spring-cloud-starter-oauth2中包含了spring-cloud-starter-security,所以就不用再单独引入了,引入redis包是为了使用redis来存储token。

2、配置application.yml
这里主要用到的是redis的配置,mysql数据库的配置暂时没有用到。

spring:
application:
name: oauth-server
datasource:
url: jdbc:mysql://localhost:3306/mzh_oauth?useSSL=false&characterEncoding=UTF-8
username: root
password: admin123
driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
hikari:
connection-timeout: 30000
idle-timeout: 600000
max-lifetime: 1800000
maximum-pool-size: 9
redis:
database: 0
host: localhost
port: 6379
jedis:
pool:
max-active: 8
max-idle: 8
min-idle: 0
timeout: 10000
server:
port: 8888
use-forward-headers: true

management:
endpoint:
health:
enabled: true
3、spring security 权限配置
需要继承WebSecurityConfigurerAdapter

/**

  • @Author mzh

  • @Date 2020/10/24
    */
    @Configuration
    @EnableWebSecurity
    @EnableGlobalMethodSecurity(prePostEnabled = true)
    public class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {

    @Autowired
    private CustomUserDetailsService customUserDetailsService;

    /**

    • 修改密码的加密方式
    • @return
      */
      @Bean
      public PasswordEncoder passwordEncoder(){
      return new BCryptPasswordEncoder();
      }

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

    @Override
    protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception{
    // 如果使用BCryptPasswordEncoder,这里就必须指定密码的加密类
    auth.userDetailsService(customUserDetailsService).passwordEncoder(passwordEncoder());
    }

    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
    http.authorizeRequests()
    .antMatchers("/oauth/**").permitAll();
    }
    }
    BCryptPasswordEncoder是一个不可逆的密码加密类,AuthenticationManager是OAuth2的password必须指定的授权管理Bean。

CustomUserDetailsService这个类是被注入进来的,熟悉spring security的同学应该知道,spring security有一个自己的UserdetailsService用于权限校验时获取用户信息,但是很多时候不符合我们的业务场景,就需要重现实现这个类。

4、实现CustomUserDetailsService
UserDetailsService这个类的核心方法就是loadUserByUsername()方法,他接收一个用户名,返回一个UserDetails对象。

/**

  • @Author mzh

  • @Date 2020/10/24
    */
    @Component(value = “customUserDetailsService”)
    public class CustomUserDetailsService implements UserDetailsService {

    @Autowired
    private PasswordEncoder passwordEncoder;

    @Override
    public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {
    // 1. 根据username 去数据库查询 user

     // 2.获取用户的角色和权限
    
     // 下面是写死,暂时不和数据库交互
     if(!(("admin").equals(username))){
         throw new UsernameNotFoundException("the user is not found");
     }else{
         String role = "ADMIN_ROLE";
         List authorities = new ArrayList<>();
         authorities.add(new SimpleGrantedAuthority(role));
         String password = passwordEncoder.encode("123456");
         return new User(username,password,authorities);
     }
    

    }
    }
    这里是在程序中写死了用户和权限。账号:admin,密码:123456,权限:ADMIN_ROLE(注意是权限,不是角色),实际中应该从数据库获取用户和相关的权限,然后进行认证。

5、OAuth2 配置
OAuth2配置需要继承AuthorizationServerConfigurerAdapter类

/**

  • @Author mzh
  • @Date 2020/10/24
    /
    @Configuration
    @EnableAuthorizationServer
    public class Oauth2Config extends AuthorizationServerConfigurerAdapter {
    @Autowired
    private PasswordEncoder passwordEncoder;
    @Autowired
    private UserDetailsService customUserDetailsService;
    @Autowired
    private AuthenticationManager authenticationManager;
    @Autowired
    private TokenStore redisTokenStore;
    /
    *
    • 对AuthorizationServerEndpointsConfigurer参数的重写
    • 重写授权管理Bean参数
    • 重写用户校验
    • 重写token缓存方式
    • @param endpointsConfigurer
    • @throws Exception
      /
      @Override
      public void configure(final AuthorizationServerEndpointsConfigurer endpointsConfigurer) throws Exception{
      endpointsConfigurer.authenticationManager(authenticationManager)
      .userDetailsService(customUserDetailsService)
      .tokenStore(redisTokenStore);
      }
      /
      *
    • 客户端的参数的重写
    • 这里是将数据直接写入内存,实际应该从数据库表获取
    • clientId:客户端Id
    • secret:客户端的密钥
    • authorizedGrantTypes:授权方式
    • authorization_code: 授权码类型,
      
    • implicit: 隐式授权,
      
    • password: 密码授权,
      
    • client_credentials: 客户端授权,
      
    • refresh_token: 通过上面4种方式获取的刷新令牌获取的新令牌,
      
    •                  注意是获取token和refresh_token之后,通过refresh_toke刷新之后的令牌
      
    • accessTokenValiditySeconds: token有效期
    • scopes 用来限制客户端访问的权限,只有在scopes定义的范围内,才可以正常的换取token
    • @param clients
    • @throws Exception
      */
      @Override
      public void configure(ClientDetailsServiceConfigurer clients) throws Exception{
      clients.inMemory()
      .and()
      .withClient(“mzh-etl”)
      .secret(passwordEncoder.encode(“mzh-etl-8888”))
      .authorizedGrantTypes(“refresh_token”,“authorization_code”,“password”)
      .accessTokenValiditySeconds(3600)
      .scopes(“all”);
      }
      @Override
      public void configure(AuthorizationServerSecurityConfigurer serverSecurityConfigurer) throws Exception{
      serverSecurityConfigurer.allowFormAuthenticationForClients();
      serverSecurityConfigurer.checkTokenAccess(“permitAll()”);
      serverSecurityConfigurer.tokenKeyAccess(“permitAll()”);
      serverSecurityConfigurer.passwordEncoder(passwordEncoder);
      }
      }
      6、启动服务
      上述步骤完成之后启动服务,然后观察IDEA下方的Endpoints中的Mappings,就可以找到相关的认证端口。主要的有以下几个:

POST /oauth/authorize 授权码模式认证授权接口
GET/POST /oauth/token 获取 token 的接口
POST /oauth/check_token 检查 token 合法性接口
到此,认证中心就算是创建完成了。我们通过idea的REST Client 来请求一个token进行测试。

请求内容如下:

POST http://localhost:8888/oauth/token?grant_type=password&username=admin&password=123456&scope=all
Accept: /
Cache-Control: no-cache
Authorization: Basic dXNlci1jbGllbnQ6dXNlci1zZWNyZXQtODg4OA==
第一行POST http://localhost:8888/oauth/token?grant_type=password&username=admin&password=123456&scope=all 表示发起一个POST请求,请求路径是/oauth/token,请求参数是grant_type=password表示认证类型是password,username=admin&password=123456表示用户名是admin,密码是123456,scope=all是权限相关的,之前在Oauth2Config中配置了scope是all。

第四行表示在请求头中加入一个字段Authorization,值为Basic空格base64(clientId:clientSecret),我们之前配置的clientId是“meh-etl”,clientSecret是"meh-etl-8888",所以这个值的base64是:bXpoLWV0bDptemgtZXRsLTg4ODg=。

运行请求之后,如果参数都正确的话,获取到返回的内容如下:

{
// token值,后面请求接口时都需要带上的token
“access_token”: “b4cb804c-93d2-4635-913c-265ff4f37309”,
// token的形式
“token_type”: “bearer”,
// 快过期时可以用这个换取新的token
“refresh_token”: “5cac05f4-158f-4561-ab16-b06c4bfe899f”,
// token的过期时间
“expires_in”: 3599,
// 权限范围
“scope”: “all”
}
token值过期之后,可以通过refresh_token来换取新的access_token

POST http://localhost:8888/oauth/token?grant_type=refresh_token&refresh_token=706dac10-d48e-4795-8379-efe8307a2282
Accept: /
Cache-Control: no-cache
Authorization: Basic dXNlci1jbGllbnQ6dXNlci1zZWNyZXQtODg4OA==
这次grant_type的值为“refresh_token”,refresh_token的值是要过期的token的refresh_token值,也就是之前请求获取Token的refresh_token值,请求之后会返回一个和获取token时一样格式的数据。

微服务
1、引入需要的maven包
org.springframework.bootspring-boot-starter-web
org.springframework.cloudspring-cloud-starter-oauth2
org.springframework.bootspring-boot-starter-data-redis
2、配置application.yml
spring:
application:
name: mzh-etl
redis:
database: 1
host: localhost
port: 6379
jedis:
pool:
max-active: 8
max-idle: 8
min-idle: 0
timeout: 10000
server:
port: 8889
security:
oauth2:
client:
# 需要和之前认证中心配置中的一样
client-id: mzh-etl
client-secret: mzh-etl-8888
# 获取token的地址
access-token-uri: http://localhost:8888/oauth/token
resource:
id: mzh-etl
user-info-uri: user-info
authorization:
# 检查token的地址
check-token-access: http://localhost:8888/oauth/check_token
这里的配置一定要仔细,必须和之前认证中心中配置的一样。

3、资源配置
在OAuth2中接口也称为资源,资源的权限也就是接口的权限。spring-cloud-oauth2提供了关于资源的注解@EnableResourceServer

/**

  • @Author mzh

  • @Date 2020/10/24
    */
    @Configuration
    @EnableResourceServer
    @EnableGlobalMethodSecurity(prePostEnabled = true)
    public class ResourceServerConfig extends ResourceServerConfigurerAdapter {

    @Value("${security.oauth2.client.client-id}")
    private String clientId;

    @Value("${security.oauth2.client.client-secret}")
    private String clientSecret;

    @Value("${security.oauth2.authorization.check-token-access}")
    private String checkTokenEndpointUrl;

    @Autowired
    private RedisConnectionFactory redisConnectionFactory;

    @Bean(“redisTokenStore”)
    public TokenStore redisTokenStore(){
    return new RedisTokenStore(redisConnectionFactory);
    }

    @Bean
    public RemoteTokenServices tokenService() {
    RemoteTokenServices tokenService = new RemoteTokenServices();
    tokenService.setClientId(clientId);
    tokenService.setClientSecret(clientSecret);
    tokenService.setCheckTokenEndpointUrl(checkTokenEndpointUrl);
    return tokenService;
    }

    @Override
    public void configure(ResourceServerSecurityConfigurer resources) throws Exception {
    resources.tokenServices(tokenService());
    }

    @Override
    public void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
    http.authorizeRequests().antMatchers("/get/**").authenticated();
    }
    }
    4、创建一个接口
    @RestController
    public class UserController {

    @GetMapping(“get”)
    @PreAuthorize(“hasAuthority(‘ADMIN_ROLE’)”)
    public Object get(Authentication authentication){
    authentication.getAuthorities();
    OAuth2AuthenticationDetails details = (OAuth2AuthenticationDetails) authentication.getDetails();
    String token = details.getTokenValue();
    return token;
    }
    }
    这个接口就是会返回一个请求他时携带的token值,@PreAuthorize会在请求接口时检查是否用权限“ADMIN_ROLE”(之前认证中心配置的权限)

5、启动服务
启动服务,只有当用户有“ADMIN_ROLE“的时候,才能正确返回,否则返回401未授权

同样使用REST Client来发起一个请求:

GET http://localhost:8889/get
Accept: /
Cache-Control: no-cache
Authorization: bearer b4cb804c-93d2-4635-913c-265ff4f37309
请求路径是http://localhost:8889/get 然后在请求头部带上我们上一步骤获取到的token,放入到Authorization中,格式是bearer空格token值,如果请求成功,就会把token原样返回。


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