SpringSecurity OAuth2 + OpaqueToken实现的统一认证中心

╰半夏微凉° 2023-09-27 11:12 202阅读 0赞

### 1、项目模块规划 ###

*  `qriver-common` 基础通用模块，通用代码，比如工具类、通用异常处理等。
 *  qriver-auth 权限模块，分为`qriver-auth-server`、`qriver-res-auth`和`qriver-auth-client`三个子模块
    
     *  `qriver-auth-server` 授权服务器
     *  `qriver-res-auth` 资源服务器，可以与授权服务器合并
     *  `qriver-auth-client` 需要授权的客户端的通用jar，在需要授权的客户端引入该jar包即可。
 *  `qriver-sys` 系统管理相关内容，规划系统管理、系统监控相关模块
    
     *  `qriver-upms` 系统管理，包括用户、权限、机构、字典等
 *  `qriver-gateway` 系统网关
 *  `modules` 业务模块
    
     *  `moduleA` 业务模块A
     *  `moduleB` 业务模块B

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### 2、授权服务器 ###

在《基于SpringSecurity OAuth2实现单点登录——入门示例和流程分析》这篇博文中，我们已经有了基于SpringSecurity OAuth2实现统一认证授权的“Hello World”体验，并从客户端角度出发，分析了请求的流转过程。这里，我们将在实际的项目中引入统一认证的逻辑，同时集成了注册中心（Nacos）和 网关（`SpringCloud Gateway`）等微服务组件。

> https://blog.csdn.net/hou\_ge/article/details/117840349

2.1、依赖文件

在入门示例中，我们只是引入了`spring-boot-starter-web` 和 `spring-cloud-starter-oauth2`两个依赖，这里我们实现了登录页面的自定义、客户端信息的数据库管理、服务注册（nacos注册中心）、服务调用等，因为引入的依赖如下所示：

<dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-thymeleaf</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-oauth2</artifactId>
        </dependency>
    
        
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        </dependency>
    
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-feign</artifactId>
            <version>1.4.7.RELEASE</version>
        </dependency>
    
        
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba</groupId>
            <artifactId>fastjson</artifactId>
            <version>1.2.51</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-jdbc</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>mysql</groupId>
            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
            <scope>runtime</scope>
            <version>5.1.47</version>
        </dependency>
        
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba</groupId>
            <artifactId>druid</artifactId>
            <version>1.1.11</version>
        </dependency>
    </dependencies>

2.2、授权服务器配置

我们创建了`AuthorizationServerConfig`配置类，用来配置授权服务器。该配置类继承了`AuthorizationServerConfigurerAdapter`类，提供了授权服务器的一些配置。同时通过注解`@Configuration` 和 `@EnableAuthorizationServer` 配置和启用授权服务器。扩展：最全的java面试题库

在该配置类中，主要注入了`ClientDetailsService`、`AuthorizationServerTokenServices`（包括TokenStore）和`AuthorizationCodeServices`等实例，同时把这些实例对象配置到了授权服务器上。具体实现如下：

/**
     * 授权服务器 配置
     */
    @Configuration
    @EnableAuthorizationServer
    public class AuthorizationServerConfig extends AuthorizationServerConfigurerAdapter {
    
        @Resource
        public DruidDataSource dataSource;
        @Autowired
        private PasswordEncoder passwordEncoder;
        
        /**
         * 配置令牌端点的安全约束
         * @param security
         * @throws Exception
         */
        @Override
        public void configure(AuthorizationServerSecurityConfigurer security) throws Exception {
            security.checkTokenAccess("permitAll()")//Token 校验的端点，后续客户端验证Token使用
                    .allowFormAuthenticationForClients()
                    .passwordEncoder(passwordEncoder);
        }
        /**
         * 配置客户端的详细信息，客户端信息可以存储数据库、内存等地方
         * @param clients
         * @throws Exception
         */
        @Override
        public void configure(ClientDetailsServiceConfigurer clients) throws Exception {
            //基于数据库管理
            clients.withClientDetails(jdbcClientDetailsService());
        }
        /**
         * 配置令牌的访问端点和令牌服务
         * @param endpoints
         * @throws Exception
         */
        @Override
        public void configure(AuthorizationServerEndpointsConfigurer endpoints) throws Exception {
            endpoints.authorizationCodeServices(authorizationCodeServices())
                    .tokenServices(tokenServices());
        }
        /**
         * 配置授权码的存储
         * @return
         */
        @Bean
        AuthorizationCodeServices authorizationCodeServices(){
            //return new InMemoryAuthorizationCodeServices();
            return new JdbcAuthorizationCodeServices(dataSource);
        }
        /**
         * Oauth2 客户端的管理
         * @return
         */
        @Bean
        public ClientDetailsService jdbcClientDetailsService() {
            // 基于 JDBC 实现，需要事先在数据库配置客户端信息
            return new JdbcClientDetailsService(dataSource);
        }
        /**
         * 配置Token存储方式
         * @return
         */
        @Bean
        TokenStore tokenStore(){
            //return new InMemoryTokenStore();
            return new JdbcTokenStore(dataSource);
        }
        /**
         * 配置 Token 的 管理对象
         * @return
         */
        @Bean
        AuthorizationServerTokenServices tokenServices(){
            DefaultTokenServices services = new DefaultTokenServices();
            services.setClientDetailsService(jdbcClientDetailsService());//配置客户端校验方式
            services.setReuseRefreshToken(true);//设置Token是否支持刷新
            services.setTokenStore(tokenStore());//设置Token的存储位置
            return services;
        }  
    }

2.3、授权服务的SpringSecurity相关配置

在`SpringSecurity`相关配置中，主要实现了自定义`UserDetailsService`、`PasswordEncoder` 和 `HttpSecurity` 的一些相关配置。

其中，自定义`UserDetailsService`实现了用户信息的加载，`PasswordEncoder` 实例实现用户密码加解密，这里使用了明文（正式环境不建议使用），`HttpSecurity` 相关配置 配置了api的访问权限和自定义了登录页。

/**
     * Spring Security 配置
     */
    @Configuration
    public class QriverSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
    
        @Autowired
        private QriverUserDetailsService userDetailsService;
    
        /**
         * 密码加密器
         * @return
         */
        @Bean
        PasswordEncoder passwordEncoder(){
            return NoOpPasswordEncoder.getInstance();
        }
    
        @Override
        public UserDetailsService userDetailsServiceBean() throws Exception {
            return userDetailsService;
        }
        @Override
        protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
            auth.userDetailsService(userDetailsServiceBean()).passwordEncoder(passwordEncoder());
    
        }
        /**
         * 配置 过滤器
         * @param http
         * @throws Exception
         */
        @Override
        protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
            http.authorizeRequests()
                    .antMatchers("/oauth/**").permitAll()
                    .and().formLogin().loginPage("/login")
                    .and().csrf().disable();
                   // http.oauth2ResourceServer().opaqueToken();
        }
    }

2.4、自定义UserDetailsService

自定义`UserDetailsService`实现类`QriverUserDetailsService`，是用来加载用户信息的。这里注入了`UpmsFeignApiClient`实例对象，该对象是基于Feign实现的从`qriver-upms`模块获取用户信息的实例。

`QriverUserDetailsService` 实现类，代码如下：

@Component("userDetailsService")
    public class QriverUserDetailsService implements UserDetailsService {
    
        private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(QriverUserDetailsService.class);
    
        @Autowired
        private UpmsFeignApiClient upmsFeignApiClient;
    
        /**
         * 根据username加载数据库中的用户，并构建UserDetails对象。
         * @param username
         * @return
         * @throws UsernameNotFoundException
         */
        @Override
        public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {
            Collection<GrantedAuthority> authorities = new ArrayList<>();
            String userInfo = upmsFeignApiClient.loadUserByUsername(username);
            JSONObject userJson = JSON.parseObject(userInfo);
            //String userRoles = upmsFeignApiClient.queryUserRoles(userJson.getString("username"));
    
            return new User(userJson.getString("username"), userJson.getString("password"),authorities);
        }
    }

而`UpmsFeignApiClient`接口定义如下，实现从`qriver-upms`服务中获取用户信息。

@FeignClient(name="qriver-upms",url = "http://localhost:8888/")
    public interface UpmsFeignApiClient {
    
        @GetMapping(value = "/upms/loadUserByUsername",consumes = "application/json")
        String loadUserByUsername(@RequestParam("username")String username);
        @GetMapping("/upms/queryUserRoles")
        String queryUserRoles(String userId);
    }

2.5、启动类QriverAuthServerApplication、配置文件application.yml

配置文件`application.yml`中主要是定义了服务注册中心的地址和数据源相关信息，配置如下：

server:
      port: 8080
    spring:
      application:
        name: qriver-auth-server
      datasource:
        type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
        driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
        url: jdbc:mysql://localhost:3306/db_admin?useSSL=true&useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&zeroDateTimeBehavior=convertToNull&serverTimezone=UTC
        username: root
        password: 123456
      cloud:
        nacos:
          discovery:
            server-addr: 192.168.1.231:8850 #1.168.1.87:8848
    #日志（log4j2）
    logging:
      config: classpath:logback.xml

启动类`QriverAuthServerApplication`中，主要通过注解启用了服务注册、服务调用等功能，实现如下：

@SpringBootApplication
    @EnableDiscoveryClient
    @EnableFeignClients
    public class QriverAuthServerApplication {
        public static void main(String[] args) {
            SpringApplication.run(QriverAuthServerApplication.class, args);
        }
    }

### 3、资源服务器 ###

资源服务器的配置，和《基于SpringSecurity OAuth2实现单点登录——入门示例和流程分析》这篇博文中的配置类似，这里不再重复。

> https://blog.csdn.net/hou\_ge/article/details/117840349

### 4、客户端通用模块 qriver-auth-client ###

客户端通用模块，该模块主要实现了客户端的通用配置，供不同业务模块直接引用。扩展：最全的java面试题库

4.1、依赖

<dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
    
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-oauth2-client</artifactId>
        </dependency>
    
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-oauth2-resource-server</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>

4.2、配置文件application.yml

该配置文件是统一认证服务中，客户端的通用配置。这里需要注意的是：`application.yml`配置文件放到了`resources/config`目录下，不认会被覆盖不生效的。主要配置了校验token的地址。

spring:
      security:
        oauth2:
          resourceserver:
            opaquetoken:
              client-id: resource1
              client-secret: 123456
              introspection-uri: http://localhost:8080/oauth/check_token

4.3、配置类 AuthClientConfig

定义了通用的配置信息，在这里我们采用了`opaqueToken`的方式。

@Configuration
    public class AuthClientConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
    
        @Bean
        RestTemplate restTemplate(){
            return new RestTemplate();
        }
    
        /**
         * 配置 过滤器
         * @param http
         * @throws Exception
         */
        @Override
        protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
            http.authorizeRequests()
                    .anyRequest().authenticated()
                    .and().csrf().disable();
    
            http.headers().frameOptions().disable();
    
            http.oauth2ResourceServer()
                    .opaqueToken();
        }
    
        @Bean
        HttpFirewall httpFirewall() {
            StrictHttpFirewall firewall = new StrictHttpFirewall();
            firewall.setAllowUrlEncodedDoubleSlash(true);
            return firewall;
        } 
    }

### 5、业务模块moduleA、moduleB ###

和《基于SpringSecurity OAuth2实现单点登录——入门示例和流程分析》这篇博文中的配置类似，只需要把前面提到的qriver-auth-client依赖引入即可。然后去掉原来模块中的SpringSecurity相关配置即可。另外，搜索公众号顶级python后台回复“进阶”，获取一份惊喜礼包。

### 6、统一网关 ###

统一网关实现各业务模块的统一访问，除此之外，我们还需要增加token认证的相关逻辑，具体实现如下：

6.1、依赖

实现统一网关的依赖包括了服务发现的`spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery`依赖、网关依赖`spring-cloud-starter-gateway`，同时为了增加oauth2鉴权相关功能，还需要增加`spring-boot-starter-oauth2-client`和`spring-security-oauth2-resource-server`等，具体如下：

<dependencies>
        
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        </dependency>
    
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
        </dependency>
    
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-oauth2-client</artifactId>
        </dependency>
    
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.security</groupId>
            <artifactId>spring-security-oauth2-resource-server</artifactId>
        </dependency>
    
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <version>1.18.22</version>
            <scope>provided</scope>
        </dependency>
    
        <dependency>
            <groupId>cn.hutool</groupId>
            <artifactId>hutool-all</artifactId>
            <version>5.7.16</version>
        </dependency>
    
    </dependencies>

6.2、配置文件

配置文件主要增加了根据服务自动配置网关映射、注册服务地址、oauth2鉴权配置等，具体代码如下：

server:
      port: 8100
      servlet:
        session:
          cookie:
            name: qriver-gateway
      tomcat:
        uri-encoding: UTF-8
    
    spring:
      application:
        name: qriver-gateway
      security:
        oauth2:
          client:
            client:
              enable: true
            registration:
              qriver:
                provider: qriver
                clientId: resource1
                clientSecret: 123456
                authorizationGrantType: authorization_code
                redirectUri: "http://localhost:8100/login/oauth2/code/{registrationId}"
                scope: all
            provider:
              qriver:
                authorizationUri: http://localhost:8080/oauth/authorize
                tokenUri: http://localhost:8080/oauth/token
                userInfoUri: http://localhost:8081/user
                userNameAttribute: principal
      cloud:
        nacos:
          discovery:
            server-addr: 192.168.1.231:8850 #192.168.1.87:8848
        gateway:
          discovery:
            locator:
              enabled: true
              lower-case-service-id: true
    logging:
      level:
        org:
          springframework:
            cloud:
              gateway: debug

6.3、配置类 ResourceServerConfig

这里主要增加了鉴权的相关配置，我们这里选择了通过`oauth2Login()`的方式进行OAuth2配置，主要可以实现当没有鉴权的时候，会跳转到授权服务上进行鉴权。

@Configuration
    @EnableWebFluxSecurity
    public class ResourceServerConfig {
    
        @Bean
        public SecurityWebFilterChain securityWebFilterChain(ServerHttpSecurity http) {
    
            http.oauth2Login();
    
            http.authorizeExchange()
                    .pathMatchers("/static/**").permitAll()
                    .anyExchange().authenticated()
                    .and()
                    .exceptionHandling()
                    .accessDeniedHandler(accessDeniedHandler()) // 处理未授权
                    .and().csrf().disable();
    
            http.cors().configurationSource(corsConfigurationSource());
    
            http.headers().frameOptions().disable();
            return http.build();
        }
    
        @Bean
        PasswordEncoder passwordEncoder(){
            return NoOpPasswordEncoder.getInstance();
        }
    
        /**
         * 自定义未授权响应
         */
        @Bean
        ServerAccessDeniedHandler accessDeniedHandler() {
            return (exchange, denied) -> {
                Mono<Void> mono = Mono.defer(() -> Mono.just(exchange.getResponse()))
                        .flatMap(response -> ResponseUtils.writeErrorInfo(response, ResultCode.ACCESS_UNAUTHORIZED));
                return mono;
            };
        }
    
        /**
         * 配置OAuth2AuthorizedClient管理器，供过滤器来获取token及刷新token
         * @param clientRegistrationRepository
         * @param serverOAuth2AuthorizedClientRepository
         * @return
         */
        @Bean
        public DefaultReactiveOAuth2AuthorizedClientManager authorizedClientManager(
                ReactiveClientRegistrationRepository clientRegistrationRepository,
                ServerOAuth2AuthorizedClientRepository serverOAuth2AuthorizedClientRepository) {
    
            ReactiveOAuth2AuthorizedClientProvider authorizedClientProvider =
                    ReactiveOAuth2AuthorizedClientProviderBuilder.builder()
                            .authorizationCode()
                            .refreshToken()
                            .clientCredentials()
                            .password()
                            .build();
    
            DefaultReactiveOAuth2AuthorizedClientManager authorizedClientManager =
                    new DefaultReactiveOAuth2AuthorizedClientManager(
                            clientRegistrationRepository, serverOAuth2AuthorizedClientRepository);
    
            authorizedClientManager.setAuthorizedClientProvider(authorizedClientProvider);
    
            return authorizedClientManager;
        }
    
        private CorsConfigurationSource corsConfigurationSource() {
            CorsConfigurationSource source =   new UrlBasedCorsConfigurationSource();
            CorsConfiguration corsConfiguration = new CorsConfiguration();
            corsConfiguration.addAllowedOrigin("*");    //同源配置，*表示任何请求都视为同源，若需指定ip和端口可以改为如“localhost：8080”，多个以“，”分隔；
            corsConfiguration.addAllowedHeader("*");//header，允许哪些header，本案中使用的是token，此处可将*替换为token；
            corsConfiguration.addAllowedMethod("*");    //允许的请求方法，PSOT、GET等
            ((UrlBasedCorsConfigurationSource) source).registerCorsConfiguration("/**",corsConfiguration); //配置允许跨域访问的url
            return source;
        }
    }

6.4、 全局过滤器 SecurityGlobalFilter

全局过滤器除了可以实现在同一网关上实现限流、权限控制、解决跨域问题、负载均衡等问题外（这里暂时没有实现），这里主要增加了token中继的功能，保证了token可以通过网关在授权服务和各个业务服务之间进行有效的传递，具体实现如下：

@Component
    public class SecurityGlobalFilter implements GlobalFilter, Ordered {
    
        private static final String SPRING_SECURITY_CONTEXT = "SPRING_SECURITY_CONTEXT";
    
        @Autowired
        private ServerOAuth2AuthorizedClientRepository serverOAuth2AuthorizedClientRepository;
        @Autowired
        private ReactiveOAuth2AuthorizedClientManager reactiveOAuth2AuthorizedClientManager;
    
        @Override
        public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
            // 获取session，通过session中SPRING_SECURITY_CONTEXT获取认证上下文
            ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();
            return exchange.getSession().flatMap(webSession -> {
                Object object = webSession.getAttribute(SPRING_SECURITY_CONTEXT);
                if(object != null){
                    // 根据认证上下文获取token
                    SecurityContextImpl securityContext = (SecurityContextImpl)object;
                    Authentication authentication = securityContext.getAuthentication();
                    if(authentication != null){
                        return serverOAuth2AuthorizedClientRepository.loadAuthorizedClient("qriver",authentication,exchange).flatMap(oAuth2AuthorizedClient -> {
                            // 获取到的token如过期则重新刷新token，并重新保存oAuth2AuthorizedClient
                            Instant expire = oAuth2AuthorizedClient.getAccessToken().getExpiresAt();
                            Long mils = ChronoUnit.MILLIS.between(Instant.now(),expire);
                            if(mils <= 0){
                                // 刷新token
                                OAuth2AuthorizeRequest authorizeRequest = OAuth2AuthorizeRequest.withClientRegistrationId("hnzwdz")
                                        .principal(authentication)
                                        .attributes(attrs -> {
                                            attrs.put(ServerWebExchange.class.getName(), exchange);
                                        })
                                        .build();
                                return reactiveOAuth2AuthorizedClientManager.authorize(authorizeRequest)
                                        .flatMap(newOAuth2AuthorizedClient -> {
                                            // 保存OAuth2AuthorizedClient
                                            serverOAuth2AuthorizedClientRepository.removeAuthorizedClient("qriver",authentication,exchange);
                                            serverOAuth2AuthorizedClientRepository.saveAuthorizedClient(newOAuth2AuthorizedClient,authentication,exchange);
                                            // 设置发送请求的token头部，返回chain.filter
                                            if(!StringUtils.isEmpty(newOAuth2AuthorizedClient.getAccessToken().getTokenValue())){
                                                request.mutate().header("Authorization","Bearer " + newOAuth2AuthorizedClient.getAccessToken().getTokenValue());
                                            }
                                            return chain.filter(exchange.mutate().request(request).build());
                                        });
                            }else{
                                if(!StringUtils.isEmpty(oAuth2AuthorizedClient.getAccessToken().getTokenValue())){
                                    request.mutate().header("Authorization","Bearer " + oAuth2AuthorizedClient.getAccessToken().getTokenValue());
                                }
                                return chain.filter(exchange.mutate().request(request).build());
                            }
                        });
                    }
                }
                return chain.filter(exchange.mutate().request(request).build());
            });
        }
    
        @Override
        public int getOrder() {
            return 0;
        }
    }

### 7、结束语 ###

自此，我们已经基本上实现了统一认证中心的相关功能，这里我们是使用了Oauth2的`opaqueToken`方式实现token，这种方式每次都需要通过认证服务器进行验证token有效性，在`Spring Security OAuth2` 中，还提供了一种基于JWT的方式实现，后续我们将尝试使用JWT如何实现统一认证中心。

[88538efdf9d1d1a751db143b24178210.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/88538efdf9d1d1a751db143b24178210.png