1-(1)、密码加密与微服务鉴权JWT

作者: 神奇作手 | 来源:发表于2019-08-26 09:33 被阅读0次

1、BCrypt密码加密

1.1、准备工作

Ⅰ、任何应用考虑到安全，绝不能明文的方式保存密码。密码应该通过哈希算法进行加密。
Ⅱ、Spring Security 提供了BCryptPasswordEncoder类,实现Spring的PasswordEncoder接口使用BCrypt强哈希方法来加密密码。
Ⅲ、BCrypt强哈希方法每次加密的结果都不一样。

（1）user工程的pom引入依赖

  <!-- security -->
  <dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
  </dependency>

（2）添加配置类

在添加了 spring security 依赖后，所有的地址都被 spring security 所控制了，我们目前只是需要用到 BCrypt 密码加密的部分，所以我们要添加一个配置类，配置为所有地址都可以匿名访问。

/**
 * 安全配置类
 */
@Configuration
@EnableWebSecurity
public class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter{
    /**
     * authorizeRequests：所有security全注解配置实现的开端，表示开始说明需要的权限；
     *                    需要的权限分两部分，第一部分是拦截的路径，第二部分访问该路径需要的权限；
     * antMatchers：表示拦截什么路径，permitAll 任何权限都可以访问，直接放行所有；
     * anyRequest()：任何请求，authenticated 认证后才能访问；
     * .and().csrf().disable()：固定写法，表示使csrf拦截失效。
     */
    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http
                .authorizeRequests()
                .antMatchers("/**").permitAll()
                .anyRequest().authenticated()
                .and().csrf().disable();
    }
}

（3）修改user工程的Application, 配置bean

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

1.2、管理员密码加密

1.2.1 新增管理员密码加密

修改user工程的AdminService

    @Autowired
    private BCryptPasswordEncoder encoder;

    /**
     * 增加
     * @param admin
     */
    public void add(Admin admin) {
        admin.setId( idWorker.nextId()+"" );
        //密码加密
        admin.setPassword(encoder.encode(admin.getPassword()));
        adminDao.save(admin);
    }

1.2.2、管理员登陆密码校验

（1）AdminDao增加方法定义

    //根据用户名查询
    public Admin findByLoginname(String loginname);

（2）AdminService增加方法

    /*
     * @Description: //TODO 用户登录
     * @Param: [admin]
     * @return: com.tensquare.user.pojo.Admin
     */
    public Admin login(Admin admin) {
        //现根据用户名查询对象
        Admin adminLogin = adminDao.findByLoginname(admin.getLoginname());
        //用数据库中查询出来得密码和用户输入得密码比对
        if (adminLogin != null && encoder.matches(admin.getPassword(),adminLogin.getPassword())){
            //登录成功
            return adminLogin;
        }
        //登录失败
        return null;
    }

（3）AdminController增加方法

    /**
     * @Description: //TODO 用户登录
     * @Param: []
     * @return: entity.Result
     */
    @PostMapping("/login")
    public Result login(@RequestBody Admin admin){
        admin = adminService.login(admin);
        if (admin == null){
            return new Result(false, StatusCode.LOGINERROR, "登录失败");
        }
        //使得前后端通话，后续完善
        return new Result(true, StatusCode.OK, "登录成功", map);
    }

1.3、用户密码加密

1.3.1、用户注册密码加密

（1）、修改user工程的UserService 类，引入BCryptPasswordEncoder

    @Autowired
    private BCryptPasswordEncoder encoder;

（2）、修改user工程的UserService 类的add方法，添加密码加密的逻辑

    /**
     * 增加
     * @param user
     */
    public void add(User user) {
        user.setId( idWorker.nextId()+"" );
        //密码加密
        user.setPassword(encoder.encode(user.getPassword()));
        userDao.save(user);
    }

（3）测试运行后，添加数据

  {
     "mobile": "13901238899" ,
     "password": "123456"
  }

数据库中的密码为以下形式

    $2a$10$a/EYRjdKwQ6zjr0/HJ6RR.rcA1dwv1ys7Uso1xShUaBWlIWTyJl5S

1.3.2 用户登陆密码判断

（1）修改user工程的UserDao接口，增加方法定义

   //根据用户名查询
    public User findByMobile(String mobile);

（2）修改user工程的UserService 类，增加方法

   /**
     * 增加
     * @param user
     */
    public void add(User user) {
        user.setId( idWorker.nextId()+"" );
        //密码加密
        user.setPassword(encoder.encode(user.getPassword()));
        userDao.save(user);
    }

（3）修改tensquare_user工程的UserController类，增加login方法

    /*
     * @Description: //TODO 用户登录
     * @Param: [user]
     * @return: entity.Result
     */
    @PostMapping("/login")
    public Result login(@RequestBody User user){
        user = userService.login(user.getMobile(), user.getPassword());
        if (user == null){
            return new Result(false, StatusCode.LOGINERROR, "登录失败");
        }
        return new Result(true, StatusCode.OK, "登录成功", map);
    }

（4）使用刚才新增加的账号进行测试，查看返回结果

2 常见的认证机制

2.1Token Auth

使用基于 Token 的身份验证方法，在服务端不需要存储用户的登录记录。大概的流程是这样的：

客户端使用用户名跟密码请求登录；

服务端收到请求，去验证用户名与密码；

验证成功后，服务端会签发一个 Token，再把这个 Token 发送给客户端；

客户端收到 Token 以后可以把它存储起来，比如放在 Cookie 里；

客户端每次向服务端请求资源的时候需要带着服务端签发的 Token；

服务端收到请求，然后去验证客户端请求里面带着的 Token，如果验证成功，就向客户端返回请求的数据；

Token Auth的优点

Token机制相对于Cookie机制又有什么好处呢？

支持跨域访问: Cookie是不允许垮域访问的，这一点对Token机制是不存在的，前提是传输的用户认证信息通过HTTP头传输.
无状态(也称：服务端可扩展行): Token机制在服务端不需要存储session信息，因为 Token 自身包含了所有登录用户的信息，只需要在客户端的cookie或本地介质存储状态信息.
更适用CDN: 可以通过内容分发网络请求你服务端的所有资料（如：javascript， HTML,图片等），而你的服务端只要提供API即可.
去耦: 不需要绑定到一个特定的身份验证方案。Token可以在任何地方生成，只要在你的API被调用的时候，你可以进行Token生成调用即可.
更适用于移动应用: 当你的客户端是一个原生平台（iOS, Android，Windows 8等）时，Cookie是不被支持的（你需要通过Cookie容器进行处理），这时采用Token认证机制就会简单得多。
CSRF: 因为不再依赖于Cookie，所以你就不需要考虑对CSRF（跨站请求伪造）的防范。
性能: 一次网络往返时间（通过数据库查询session信息）总比做一次HMACSHA256 计算的Token验证和解析要费时得多.
不需要为登录页面做特殊处理: 如果你使用Protractor 做功能测试的时候，不再需要为登录页面做特殊处理.
基于标准化: 你的API可以采用标准化的 JSON Web Token (JWT). 这个标准已经存在多个后端库（.NET, Ruby, Java,Python, PHP）和多家公司的支持（如： Firebase,Google, Microsoft）.

3 基于JWT的Token认证机制实现

3.1、什么是JWT

JSON Web Token（JWT）是一个非常轻巧的规范。这个规范允许我们使用JWT在用户和服务器之间传递安全可靠的信息。

3.2、JWT组成

由三部分组成，头部、载荷与签名。
（1）、头部（Header）

头部用于描述关于该JWT的最基本的信息，例如其类型以及签名所用的算法等。可以被表示成一个JSON对象。

  {"typ":"JWT","alg":"HS256"}

在头部指明了签名算法是HS256算法。进行BASE64编码，编码后的字符串如下：

   eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9

（2）、载荷（playload）

载荷就是存放有效信息的地方。这些有效信息包含三个部分：

标准中注册的声明（建议但不强制使用）

iss： jwt签发者
sub：jwt所面向的用户
aud：接收jwt的一方
exp： jwt的过期时间，这个过期时间必须要大于签发时间

nbf：定义在什么时间之前，该jwt都是不可用的.
iat： jwt的签发时间
jti： jwt的唯一身份标识，主要用来作为一次性token,从而回避重放攻击。

公共的声明

公共的声明可以添加任何的信息，一般添加用户的相关信息或其他业务需要的必要信息。但不建议添加敏感信息，因为该部分在客户端可解密。

私有的声明

私有声明是提供者和消费者所共同定义的声明，一般不建议存放敏感信息，因为base64 是对称解密的，意味着该部分信息可以归类为明文信息。

定义一个payload:

   {"sub":"1234567890","name":"John Doe","admin":true}

然后将其进行base64编码，得到Jwt的第二部分:

  eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiYWRtaW4iOnRydWV9

（3）、签证（signature）
jwt的第三部分是一个签证信息，这个签证信息由三部分组成：

header (base64后的)
payload (base64后的)
secret

这个部分需要base64加密后的header和base64加密后的payload使用.连接组成的字符串，然后通过header中声明的加密方式进行加盐secret组合加密，然后就构成了jwt的第三部分。

   TJVA95OrM7E2cBab30RMHrHDcEfxjoYZgeFONFh7HgQ

将这三部分用.连接成一个完整的字符串,构成了最终的jwt:

 eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6I kpvaG4gRG9lIiwiYWRtaW4iOnRydWV9.TJVA95OrM7E2cBab30RMHrHDcEfxjoYZgeFONFh7HgQ

注意：secret是保存在服务器端的，jwt的签发生成也是在服务器端的，secret就是用来进行jwt的签发和jwt的验证，所以，它就是你服务端的私钥，在任何场景都不应该流露出去。一旦客户端得知这个secret, 那就意味着客户端是可以自我签发jwt了。

4、Java的JJWT实现JWT

4.1、什么是JJWT

JJWT是一个提供端到端的JWT创建和验证的Java库。

4.2、JJWT使用

4.2.1、token的创建

（1）创建maven工程，引入依赖

      <!--jjwt-->
        <dependency>
            <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
            <artifactId>jjwt</artifactId>
            <version>0.9.0</version>
        </dependency>

（2）创建类CreateJwtTest，用于生成token

public class CreatJwt {

    public static void main(String[] args) {
        JwtBuilder jwtBuilder = Jwts.builder()
                .setId("666") //用户ID
                .setSubject("小明") //用户名
                .setIssuedAt(new Date()) //登录时间
                .signWith(SignatureAlgorithm.HS256, "justIT") //签名
                .setExpiration(new Date(new Date().getTime()+300000)//设置过期时间
                .claim("roles","admin"); //自定义项

        System.out.println(jwtBuilder.compact());
    }
}

setIssuedAt用于设置签发时间；
setExpiration用于设置过期时间；
signWith用于设置签名秘钥；
claim用于设置自定义项；

有很多时候，我们并不希望签发的token是永久生效的，所以我们会为token添加一个过期时间setExpiration。
当未过期时可以正常读取，当过期时会引发 io.jsonwebtoken.ExpiredJwtException异常。
如果想存储更多的信息（例如角色）可以定义自定义claims。

（3）测试运行，输出如下:

eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJqdGkiOiI2NjYiLCJzdWIiOiLlsI_mmI4iLCJpYXQiOjE1NjY3ODI3MzMsImV4cCI6MTU2Njc4MzAzMywicm9sZXMiOiJhZG1pbiJ9.GZieJm3zfJgu2cerYS0zIsCphdAjQm70gT-l39yxP2I

再次运行，会发现每次运行的结果是不一样的，因为我们的载荷中包含了时间。

4.2.2、token的解析

我们刚才已经创建了token ，在web应用中这个操作是由服务端进行然后发给客户端，客户端在下次向服务端发送请求时需要携带这个token（这就好像是拿着一张门票一样），那服务端接到这个token 应该解析出token中的信息（例如用户id）,根据这些信息查询数据库返回相应的结果。

（1）创建ParseJwt

public class ParseJwt {

    public static void main(String[] args) {
        String token = "eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJqdGkiOiI2NjYiLCJzdWIiOiLlsI_mmI4iLCJpYXQiOjE1NjY3ODI3MzMsImV4cCI6MTU2Njc4MzAzMywicm9sZXMiOiJhZG1pbiJ9.GZieJm3zfJgu2cerYS0zIsCphdAjQm70gT-l39yxP2I";
        try {
            Claims claims = Jwts.parser()
                    .setSigningKey("justIT")
                    .parseClaimsJws(token)
                    .getBody();
            System.out.println(claims);
            System.out.println("用户Id："+claims.getId());
            System.out.println("用户名称："+claims.getSubject());
            System.out.println("登录时间："+new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(claims.getIssuedAt()));
            System.out.println("过期时间："+new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(claims.getExpiration()));
            System.out.println("用户角色："+claims.get("roles"));

        }catch (Exception e){
            System.out.println("签名失效");
        }
    }
}

后文继续.......