基于 Spring Security Oauth2 的 SSO 单点登录+JWT 权限控制实践

概 述

在前文《基于 Spring Security 和 JWT 的权限系统设计》之中已经讨论过基于 Spring Security和 JWT的权限系统用法和实践，本文则进一步实践一下基于 Spring Security Oauth2实现的多系统单点登录（SSO）和 JWT权限控制功能，毕竟这个需求也还是蛮普遍的。

代码已开源，放在文尾，需要自取

理论知识

在此之前需要学习和了解一些前置知识包括：

• Spring Security：基于 Spring实现的 Web系统的认证和权限模块
• OAuth2：一个关于授权（authorization）的开放网络标准
• 单点登录 (SSO)：在多个应用系统中，用户只需要登录一次就可以访问所有相互信任的应用系统
• JWT：在网络应用间传递信息的一种基于 JSON的开放标准（(RFC 7519)，用于作为JSON对象在不同系统之间进行安全地信息传输。主要使用场景一般是用来在 身份提供者和服务提供者间传递被认证的用户身份信息

要完成的目标

• 目标 1：设计并实现一个第三方授权中心服务（Server），用于完成用户登录，认证和权限处理
• 目标 2：可以在授权中心下挂载任意多个客户端应用（Client）
• 目标 3：当用户访问客户端应用的安全页面时，会重定向到授权中心进行身份验证，认证完成后方可访问客户端应用的服务，且多个客户端应用只需要登录一次即可（谓之 “单点登录 SSO”）

基于此目标驱动，本文设计三个独立服务，分别是：

• 一个授权服务中心（codesheep-server）
• 客户端应用 1 （codesheep-client1）
• 客户端应用 2 （codesheep-client2）

多模块（ Multi-Module ）项目搭建

三个应用通过一个多模块的 Maven项目进行组织，其中项目父 pom中需要加入相关依赖如下：

<dependencies>

	<dependency>
		<groupId>org.springframework.boot</groupId>
		<artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
		<version>2.0.8.RELEASE</version>
		<type>pom</type>
		<scope>import</scope>
	</dependency>

	<dependency>
		<groupId>io.spring.platform</groupId>
		<artifactId>platform-bom</artifactId>
		<version>Cairo-RELEASE</version>
		<type>pom</type>
		<scope>import</scope>
	</dependency>

	<dependency>
		<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
		<artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
		<version>Finchley.SR2</version>
		<type>pom</type>
		<scope>import</scope>
	</dependency>

</dependencies>

项目结构如下：

授权认证中心搭建

授权认证中心本质就是一个 Spring Boot应用，因此需要完成几个大步骤：

• pom中添加依赖

<dependencies>
	<dependency>
		<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
		<artifactId>spring-cloud-starter-oauth2</artifactId>
	</dependency>
</dependencies>

• 项目 yml配置文件：

server:
  port: 8085
  servlet:
    context-path: /uac

即让授权中心服务启动在本地的 8085端口之上

• 创建一个带指定权限的模拟用户

@Component
public class SheepUserDetailsService implements UserDetailsService {

    @Autowired
    private PasswordEncoder passwordEncoder;

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

        if( !"codesheep".equals(s) )
            throw new UsernameNotFoundException("用户" + s + "不存在" );

        return new User( s, passwordEncoder.encode("123456"), AuthorityUtils.commaSeparatedStringToAuthorityList("ROLE_NORMAL,ROLE_MEDIUM"));
    }
}

这里创建了一个用户名为codesheep，密码 123456的模拟用户，并且赋予了 普通权限（ROLE_NORMAL）和 中等权限（ROLE_MEDIUM）

• 认证服务器配置 AuthorizationServerConfig

@Configuration
@EnableAuthorizationServer
public class AuthorizationServerConfig extends AuthorizationServerConfigurerAdapter {

    @Override
    public void configure(ClientDetailsServiceConfigurer clients) throws Exception {

        // 定义了两个客户端应用的通行证
        clients.inMemory()
                .withClient("sheep1")
                .secret(new BCryptPasswordEncoder().encode("123456"))
                .authorizedGrantTypes("authorization_code", "refresh_token")
                .scopes("all")
                .autoApprove(false)
                .and()
                .withClient("sheep2")
                .secret(new BCryptPasswordEncoder().encode("123456"))
                .authorizedGrantTypes("authorization_code", "refresh_token")
                .scopes("all")
                .autoApprove(false);
    }

    @Override
    public void configure(AuthorizationServerEndpointsConfigurer endpoints) throws Exception {

        endpoints.tokenStore(jwtTokenStore()).accessTokenConverter(jwtAccessTokenConverter());
        DefaultTokenServices tokenServices = (DefaultTokenServices) endpoints.getDefaultAuthorizationServerTokenServices();
        tokenServices.setTokenStore(endpoints.getTokenStore());
        tokenServices.setSupportRefreshToken(true);
        tokenServices.setClientDetailsService(endpoints.getClientDetailsService());
        tokenServices.setTokenEnhancer(endpoints.getTokenEnhancer());
        tokenServices.setAccessTokenValiditySeconds((int) TimeUnit.DAYS.toSeconds(1)); // 一天有效期
        endpoints.tokenServices(tokenServices);
    }

    @Override
    public void configure(AuthorizationServerSecurityConfigurer security) throws Exception {
        security.tokenKeyAccess("isAuthenticated()");
    }

    @Bean
    public TokenStore jwtTokenStore() {
        return new JwtTokenStore(jwtAccessTokenConverter());
    }

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

}

这里做的最重要的两件事：一是 定义了两个客户端应用的通行证（sheep1和sheep2）；二是 配置 token的具体实现方式为 JWT Token。

• Spring Security 安全配置 SpringSecurityConfig

@Configuration
public class SpringSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {

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

    @Autowired
    private UserDetailsService userDetailsService;

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

    @Bean
    public DaoAuthenticationProvider authenticationProvider() {
        DaoAuthenticationProvider authenticationProvider = new DaoAuthenticationProvider();
        authenticationProvider.setUserDetailsService(userDetailsService);
        authenticationProvider.setPasswordEncoder(passwordEncoder());
        authenticationProvider.setHideUserNotFoundExceptions(false);
        return authenticationProvider;
    }
    
    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {

        http
                .requestMatchers().antMatchers("/oauth/**","/login/**","/logout/**")
                .and()
                .authorizeRequests()
                .antMatchers("/oauth/**").authenticated()
                .and()
                .formLogin().permitAll();
    }

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

}

客户端应用创建和配置

本文创建两个客户端应用：codesheep-client1 和codesheep-client2，由于两者类似，因此只以其一为例进行讲解

• SSO 客户端应用配置类 ClientWebsecurityConfigurer

@Configuration
@EnableWebSecurity
@EnableGlobalMethodSecurity(prePostEnabled = true)
@EnableOAuth2Sso
public class ClientWebsecurityConfigurer extends WebSecurityConfigurerAdapter {

    @Override
    public void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.antMatcher("/**").authorizeRequests()
                .anyRequest().authenticated();
    }
}

复杂的东西都交给注解了！

• application.yml 配置

auth-server: http://localhost:8085/uac
server:
  port: 8086

security:
  oauth2:
    client:
      client-id: sheep1
      client-secret: 123456
      user-authorization-uri: ${auth-server}/oauth/authorize
      access-token-uri: ${auth-server}/oauth/token
    resource:
      jwt:
        key-uri: ${auth-server}/oauth/token_key

这里几项配置都非常重要，都是需要和前面搭建的授权中心进行通信的

• 创建测试控制器 TestController

@RestController
public class TestController {

    @GetMapping("/normal")
    @PreAuthorize("hasAuthority('ROLE_NORMAL')")
    public String normal( ) {
        return "normal permission test success !!!";
    }

    @GetMapping("/medium")
    @PreAuthorize("hasAuthority('ROLE_MEDIUM')")
    public String medium() {
        return "medium permission test success !!!";
    }

    @GetMapping("/admin")
    @PreAuthorize("hasAuthority('ROLE_ADMIN')")
    public String admin() {
        return "admin permission test success !!!";
    }
}

此测试控制器包含三个接口，分别需要三种权限（ROLE_NORMAL、ROLE_MEDIUM、ROLE_ADMIN），待会后文会一一测试看效果

实验验证

• 启动授权认证中心 codesheep-server（启动于本地8085端口）
• 启动客户端应用 codesheep-client1 （启动于本地8086端口）
• 启动客户端应用 codesheep-client2 （启动于本地8087端口）

首先用浏览器访问客户端 1 (codesheep-client1) 的测试接口：localhost:8086/normal，由于此时并没有过用户登录认证，因此会自动跳转到授权中心的登录认证页面：http://localhost:8085/uac/login：

输入用户名 codesheep，密码 123456，即可登录认证，并进入授权页面：

同意授权后，会自动返回之前客户端的测试接口：

此时我们再继续访问客户端 1 (codesheep-client1) 的测试接口：localhost:8086/medium，发现已经直接可以调用而无需认证了：

由于 localhost:8086/normal 和 localhost:8086/medium要求的接口权限，用户codesheep均具备，所以能顺利访问，接下来再访问一下更高权限的接口：localhost:8086/admin：

好了，访问客户端 1 (codesheep-client1) 的测试接口到此为止，接下来访问外挂的客户端 2 (codesheep-client2) 的测试接口：localhost:8087/normal，会发现此时会自动跳到授权页：


授权完成之后就可以顺利访问客户端 2 (codesheep-client2) 的接口：


这就验证了单点登录SSO的功能了！

未完待续

受篇幅所限，本文应该说实践了一下精简流程的：SSO单点登录和JWT权限控制，还有很多可以复杂和具化的东西可以实现，比如：

• 客户端 client凭据 和 用户 user的凭据可以用数据库进行统一管理
• 认证 token也可以用数据库或缓存进行统一管理
• 授权认证中心的统一登录页面可以自定义成需要的样子
• 认证中心的授权页也可以自定义，甚至可以去掉
• 包括一些异常提示也可以自定义

总之，尽情地折腾去吧！

本文开源代码地址在此：Spring-Boot-In-Action，需要自取

写在最后

由于能力有限，若有错误或者不当之处，还请大家批评指正，一起学习交流！