【Spring Security】基于SpringBoot3.3.4版本整合JWT的使用教程

摘要

Spring Boot框架版本在持续迭代中，Spring相关组件也在不断更新，JDK版本的发布频率也更加的频繁。做为一名持续学习的开发者，紧跟技术时代潮流，持续学习新技术，持续更新自己的技能储备，是往前冲锋的必备能力和品质。希望大家跟我一样，保持对技术的渴望，保持学习的激情，一起努力吧。

JWT也是现在前后端分离主流的身份认证载体，在本文中，我们会循序渐进从Spring Boot框架起步，一步步整合JWT，使用RSA公钥、私钥对JWT进行签名和验签，一点点揭开Spring Security的神秘面纱。

现在微服务开发主流的是Spring Boot框架，要开发一个微服务，其中一个非常重要的环节就是登录认证，Spring Boot针对登录认证原生有一套解决方案，对应的组件是Spring Security。接下来，让我们一步步在最新的框架版本中一起学习如何使用Spring Security完成后端微服务的登录认证吧。

本文选择目前Spring Boot最新版本3.3.4，里面使用的Spring Security版本是6.3.3，OpenJDK也选择最新的一个LTS版本21，IDE也选择IntelliJ IDEA目前最新的社区版本2024.2.3。

本地开发环境说明

开发用到的主要框架、工具版本如下

先快速完整一个微服务的搭建

pom.xml依赖

核心内容如下

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>3.3.4</version>
        <relativePath/>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <groupId>com.wen3.framework-demo</groupId>
    <artifactId>wen3-framework-springsecurity-demo</artifactId>
    <version>1.0.0-SNAPSHOT</version>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

启动类

package com.wen3.security.springsecurity;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

/**
 * @author tangheng
 */
@SpringBootApplication
public class DemoSpringSecurityApplication {
   

    public static void main(String[] args) {
   
        SpringApplication.run(DemoSpringSecurityApplication.class, args);
    }
}

修改tomcat默认端口

server:
  port: 8081

这样就完成了一个最简单的Spring Boot 3.3.4版本的微服务搭建，接下来我们一点点增加内容

增加Spring Security依赖

核心内容如下

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

简单介绍下Spring Security涉及的一些概念

为了方便大家对Spring Security有一些基本了解，把涉及的一些重要概念单独拿出来讲解一下，希望对大家理解Spring Security的流程有些帮助。

加密器

• 主要用于用户密码的加密。
• 接口: org.springframework.security.crypto.password.PasswordEncoder
• 常用的实现类: org.springframework.security.crypto.bcrypt.BCryptPasswordEncoder
• BCryptPasswordEncoder使用了较复杂的加密算法，每次生成的加密串都不一样，大大提高了破解难度

UserDetailsService接口

• 接口: org.springframework.security.core.userdetails.UserDetailsService
• 主要用于用户信息获取，根据账号查找用户信息，然后交由调用者进行密码等重要信息的匹配，通常需要自己实现这个接口，一般从数据库获取用户信息

AuthenticationProvider接口

• 接口: org.springframework.security.authentication.AuthenticationProvider
• 对用户信息进行校验，校验通过后提供用户凭证Authentication，对校验过程提供丰富的扩展支持
• 常用的实现类: org.springframework.security.authentication.dao.DaoAuthenticationProvider
• 这个实现类会从UserDetailsServic获取用户信息

AuthenticationManager接口

• 接口: org.springframework.security.authentication.AuthenticationManager
• 认证管理器，对Authentication进行认证
• 默认是创建org.springframework.security.authentication.ProviderManager实例，然后ProviderManager再去找AuthenticationProvider，然后AuthenticationProvider对UsernamePasswordAuthenticationToken进行认证

增加JWT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-security</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.nimbusds</groupId>
        <artifactId>nimbus-jose-jwt</artifactId>
        <version>9.41.1</version>
    </dependency>
</dependencies>

为什么选择nimbus-jose-jwt这个开源库呢？

• 因为在Spring Security的其它组件中，使用的也是这个JWT库，比如spring-security-oauth2-authorization-server
• 为了与Spring Boot框架体系保持一致，在讲解Spring Security与JWT整合的时候，我们也首选nimbus-jose-jwt开源库
• nimbus-jose-jwt开源库也使用当前最新版本9.41.1

新增启动配置类

了解完了Spring Security的几个核心概念，我们开始编写代码，先编写一个启动配置类，用于配置Spring Security，如下

package com.wen3.security.springsecurity.autoconfigure;

import com.wen3.security.springsecurity.filter.JwtFilter;
import com.wen3.security.springsecurity.filter.JwtTokenAuthenticationFilter;
import com.wen3.security.springsecurity.filter.LoginAuthenticationFilter;
import com.wen3.security.springsecurity.service.DemoDetailsService;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.http.HttpMethod;
import org.springframework.security.authentication.AuthenticationManager;
import org.springframework.security.authentication.AuthenticationProvider;
import org.springframework.security.authentication.dao.DaoAuthenticationProvider;
import org.springframework.security.config.annotation.authentication.configuration.AuthenticationConfiguration;
import org.springframework.security.config.annotation.method.configuration.EnableMethodSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configurers.AbstractHttpConfigurer;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configurers.FormLoginConfigurer;
import org.springframework.security.config.http.SessionCreationPolicy;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetailsService;
import org.springframework.security.crypto.bcrypt.BCryptPasswordEncoder;
import org.springframework.security.crypto