Spring Security基于JWT实现SSO单点登录详解

什么是单点登录（SSO）？

单点登录（SSO）指的是用户只需要一次登录，就可以访问多个应用系统。在传统的系统中，我们需要为每一个系统单独注册，单独登录，对于用户来说，这是一种不便。

JWT是什么？

JWT（JSON Web Token）是一种用于身份验证的开放标准。它是由 IETF（Internet 工程任务组）制定的 RFC 7519。JWT主要用于应用之间的身份验证和授权，它通过加密来保护信息的传输过程中的安全性。

Spring Security与JWT的配合使用

Spring Security是一个功能强大的安全框架，可以帮助我们实现应用程序和用户之间的安全交互。Spring Security可以与多种身份认证和授权机制配合使用，其中JWT是目前最流行的一种。

实现思路

本文的实现思路如下：

用户在访问系统A时，输入用户名和密码，系统A根据用户名和密码生成JWT，将JWT返回给用户；
用户需要访问系统B时，将在请求头中添加JWT信息并发送请求给系统B；
系统B解析JWT，验证用户的身份，并将用户访问系统B的信息返回给用户。

实现步骤

1. 引入相关依赖

在pom.xml文件中，添加以下依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.security</groupId>
    <artifactId>spring-security-jwt</artifactId>
    <version>1.1.1.RELEASE</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
    <artifactId>jjwt</artifactId>
    <version>0.9.1</version>
</dependency>

2. 创建配置类

在Config包中，创建一个JwtConfig类，用于配置JWT的密钥、过期时间等信息。

@Configuration
public class JwtConfig {

    @Value("${jwt.secret}")
    private String secret;

    @Value("${jwt.expiration}")
    private Long expiration;

    public String getSecret() {
        return secret;
    }

    public Long getExpiration() {
        return expiration;
    }

}

其中 @Value 注解用于获取配置文件中的属性值。

3. 创建过滤器

在Filter包中，创建一个JwtTokenFilter类，用于拦截请求并验证JWT信息。

public class JwtTokenFilter extends OncePerRequestFilter {

    @Autowired
    private JwtConfig jwtConfig;

    @Override
    protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain chain) throws ServletException, IOException {
        String header = request.getHeader(jwtConfig.getHeader());

        if (StringUtils.isBlank(header) || !header.startsWith(jwtConfig.getTokenHead())) {
            chain.doFilter(request, response);
            return;
        }

        String token = header.replace(jwtConfig.getTokenHead(), "");
        try {
            Claims claims = Jwts.parser()
                .setSigningKey(jwtConfig.getSecret())
                .parseClaimsJws(token)
                .getBody();

            String username = claims.getSubject();
            if (StringUtils.isNotBlank(username) && SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication() == null) {
                User principal = new User(username, "", new ArrayList<>());

                UsernamePasswordAuthenticationToken authenticationToken = new UsernamePasswordAuthenticationToken(principal, null, principal.getAuthorities());

                authenticationToken.setDetails(new WebAuthenticationDetailsSource().buildDetails(request));
                SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authenticationToken);
            }
        } catch (Exception e) {
            logger.error("Token 验证失败：" + e.getMessage());
            SecurityContextHolder.clearContext();
            response.setStatus(HttpStatus.UNAUTHORIZED.value());
            response.getWriter().write(e.getMessage());
            return;
        }

        chain.doFilter(request, response);
    }

}

其中包括获取JWT Token的信息、验证Token并设置认证信息的过程。

4. 配置Spring Security

在WebSecurityConfig类中，添加以下内容：

@Configuration
@EnableWebSecurity
public class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {

    @Autowired
    private JwtConfig jwtConfig;

    @Autowired
    private JwtTokenFilter jwtTokenFilter;

    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.csrf().disable().sessionManagement().sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS)
            .and().authorizeRequests()
            .antMatchers(HttpMethod.OPTIONS, "/**").permitAll() // 解决跨域问题
            .antMatchers("/").permitAll()
            .antMatchers("/auth/**").permitAll()
            .anyRequest().authenticated();

        // 添加 JWT 过滤器
        http.addFilterBefore(jwtTokenFilter, UsernamePasswordAuthenticationFilter.class);
    }

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

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

}

其中包括配置Session、过滤器链、安全策略等内容。

5. 创建JWT工具类

在Utils包中，创建一个JwtTokenUtils类，用于生成、验证JWT。

public class JwtTokenUtils {

    public static final String TOKEN_HEADER = "Authorization";
    public static final String TOKEN_PREFIX = "Bearer ";

    public static String generateToken(String username, String secret, Date expireDate) {
        Map<String, Object> map = new HashMap<>();
        map.put("alg", "HS256");
        map.put("typ", "JWT");

        String token = Jwts.builder()
            .setHeader(map)
            .setSubject(username)
            .setIssuedAt(new Date())
            .setExpiration(expireDate)
            .signWith(SignatureAlgorithm.HS256, secret)
            .compact();

        return token;
    }

    public static Claims getClaimByToken(String token, String secret) {
        try {
            return Jwts.parser()
                .setSigningKey(secret)
                .parseClaimsJws(token)
                .getBody();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }

    public static boolean isTokenExpired(Date expiration) {
        return expiration.before(new Date());
    }

}

其中包括生成Token、解析Token、验证Token等方法。

示例1：基于JWT的身份认证

在UserController中添加以下内容：

@RestController
@RequestMapping("/auth")
public class UserController {

    @Autowired
    private UserService userService;

    @Autowired
    private JwtConfig jwtConfig;

    @PostMapping("/login")
    public String login(@RequestParam String username, @RequestParam String password) {
        if (StringUtils.isBlank(username) || StringUtils.isBlank(password)) {
            return "用户名或密码不能为空";
        }

        User user = userService.getUserByUsername(username);
        if (user == null || !new BCryptPasswordEncoder().matches(password, user.getPassword())) {
            return "用户名或密码错误";
        }

        String token = JwtTokenUtils.generateToken(username, jwtConfig.getSecret(), new Date(System.currentTimeMillis() + jwtConfig.getExpiration() * 1000));

        return "Bearer " + token;
    }

}

其中包括用户登录逻辑，生成JWT并返回前端。

示例2：基于JWT的单点登录

在AdminController中添加以下内容：

@RestController
@RequestMapping("/admin")
public class AdminController {

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

}

在UserController中添加以下内容：

@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @GetMapping("/hello")
    public String hello(@RequestHeader(AUTHORIZATION) String token) {
        HttpHeaders headers = new HttpHeaders();
        headers.set(AUTHORIZATION, token);

        HttpEntity<String> entity = new HttpEntity<>(headers);
        ResponseEntity<String> responseEntity = restTemplate.exchange("http://localhost:8081/admin/hello", HttpMethod.GET, entity, String.class);

        return responseEntity.getBody();
    }

}

其中包括调用AdminController的逻辑，获取JWT Token，并在请求头中添加。

至此，基于JWT的单点登录就实现了。

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