JWT 实现微服务鉴权

什么是微服务鉴权

我们之前已经搭建过了网关，使用网关在系统中比较适合进行权限校验。

那么我们可以采用JWT的方式来实现鉴权校验。

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。

一个JWT实际上就是一个字符串，它由三部分组成，头部、载荷与签名。

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。这也可以被表示成一个JSON对象。

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

在头部指明了签名算法是HS256算法。 我们进行BASE64编码http://base64.xpcha.com/，编码后的字符串如下：

eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9

载荷（playload）

载荷就是存放有效信息的地方。

定义一个payload:

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

然后将其进行base64加密，得到Jwt的第二部分。

eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiYWRtaW4iOnRydWV9

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.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiYWRtaW4iOnRydWV9.TJVA95OrM7E2cBab30RMHrHDcEfxjoYZgeFONFh7HgQ

JJWT签发与验证token

JJWT是一个提供端到端的JWT创建和验证的Java库。永远免费和开源(Apache License，版本2.0)，JJWT很容易使用和理解。它被设计成一个以建筑为中心的流畅界面，隐藏了它的大部分复杂性。

官方文档：

https://github.com/jwtk/jjwt

创建token

（1）新建项目jwtTest中的pom.xml中添加依赖：

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

(2) 创建测试类，代码如下

JwtBuilder builder= Jwts.builder()
    .setId("888")   //设置唯一编号
    .setSubject("小白")//设置主题  可以是JSON数据
    .setIssuedAt(new Date())//设置签发日期
    .signWith(SignatureAlgorithm.HS256,"itcast");//设置签名 使用HS256算法，并设置SecretKey(字符串)
//构建 并返回一个字符串 
System.out.println( builder.compact() );

运行打印结果：

eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJqdGkiOiI4ODgiLCJzdWIiOiLlsI_nmb0iLCJpYXQiOjE1NTc5MDQxODF9.ThecMfgYjtoys3JX7dpx3hu6pUm0piZ0tXXreFU_u3Y

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。

解析token

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。

String compactJwt="eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJqdGkiOiI4ODgiLCJzdWIiOiLlsI_nmb0iLCJpYXQiOjE1NTc5MDQxODF9.ThecMfgYjtoys3JX7dpx3hu6pUm0piZ0tXXreFU_u3Y";
​
Claims claims = Jwts.parser().setSigningKey("itcast").parseClaimsJws(compactJwt).getBody();
​
System.out.println(claims);

运行打印效果：

{jti=888, sub=小白, iat=1557904181}

试着将token或签名秘钥篡改一下，会发现运行时就会报错，所以解析token也就是验证token.

设置过期时间

有很多时候，我们并不希望签发的token是永久生效的，所以我们可以为token添加一个过期时间。

（1）创建token 并设置过期时间

//当前时间
long currentTimeMillis = System.currentTimeMillis();
Date date = new Date(currentTimeMillis);
JwtBuilder builder= Jwts.builder()
    .setId("888")   //设置唯一编号
    .setSubject("小白")//设置主题  可以是JSON数据
    .setIssuedAt(new Date())//设置签发日期
    .setExpiration(date)
    .signWith(SignatureAlgorithm.HS256,"itcast");//设置签名 使用HS256算法，并设置SecretKey(字符串)
//构建 并返回一个字符串
System.out.println( builder.compact() );

解释：

.setExpiration(date)//用于设置过期时间 ，参数为Date类型数据

运行，打印效果如下：

eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJqdGkiOiI4ODgiLCJzdWIiOiLlsI_nmb0iLCJpYXQiOjE1NTc5MDUzMDgsImV4cCI6MTU1NzkwNTMwOH0.4q5AaTyBRf8SB9B3Tl-I53PrILGyicJC3fgR3gWbvUI

（2）解析TOKEN

String compactJwt="eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJqdGkiOiI4ODgiLCJzdWIiOiLlsI_nmb0iLCJpYXQiOjE1NTc5MDUzMDgsImV4cCI6MTU1NzkwNTMwOH0.4q5AaTyBRf8SB9B3Tl-I53PrILGyicJC3fgR3gWbvUI";
​
Claims claims = Jwts.parser().setSigningKey("itcast").parseClaimsJws(compactJwt).getBody();
​
System.out.println(claims);

打印效果：

当前时间超过过期时间，则会报错。

自定义claims

我们刚才的例子只是存储了id和subject两个信息，如果你想存储更多的信息（例如角色）可以定义自定义claims。

创建测试类，并设置测试方法：

创建token:

@Test
public void createJWT(){
    //当前时间
    long currentTimeMillis = System.currentTimeMillis();
    currentTimeMillis+=1000000L;
    Date date = new Date(currentTimeMillis);
    JwtBuilder builder= Jwts.builder()
        .setId("888")   //设置唯一编号
        .setSubject("小白")//设置主题  可以是JSON数据
        .setIssuedAt(new Date())//设置签发日期
        .setExpiration(date)//设置过期时间
        .claim("roles","admin")//设置角色
        .signWith(SignatureAlgorithm.HS256,"itcast");//设置签名 使用HS256算法，并设置SecretKey(字符串)
    //构建 并返回一个字符串
    System.out.println( builder.compact() );
}

运行打印效果：

eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJqdGkiOiI4ODgiLCJzdWIiOiLlsI_nmb0iLCJpYXQiOjE1NTc5MDU4MDIsImV4cCI6MTU1NzkwNjgwMiwicm9sZXMiOiJhZG1pbiJ9.AS5Y2fNCwUzQQxXh_QQWMpaB75YqfuK-2P7VZiCXEJI

解析TOKEN:

//解析
@Test
public void parseJWT(){
    String compactJwt="eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJqdGkiOiI4ODgiLCJzdWIiOiLlsI_nmb0iLCJpYXQiOjE1NTc5MDU4MDIsImV4cCI6MTU1NzkwNjgwMiwicm9sZXMiOiJhZG1pbiJ9.AS5Y2fNCwUzQQxXh_QQWMpaB75YqfuK-2P7VZiCXEJI";
    Claims claims = Jwts.parser().setSigningKey("itcast").parseClaimsJws(compactJwt).getBody();
    System.out.println(claims);
}

运行效果：

畅购微服务鉴权代码实现

思路分析

1. 用户进入网关开始登陆，网关过滤器进行判断，如果是登录，则路由到后台管理微服务进行登录
2. 用户登录成功，后台管理微服务签发JWT TOKEN信息返回给用户
3. 用户再次进入网关开始访问，网关过滤器接收用户携带的TOKEN 
4. 网关过滤器解析TOKEN ，判断是否有权限，如果有，则放行，如果没有则返回未认证错误

系统微服务签发token

（1）在changgou_service_system添加依赖

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

（2）在changgou_service_system中创建类： JwtUtil

package com.changgou.system.util;
import io.jsonwebtoken.JwtBuilder;
import io.jsonwebtoken.Jwts;
import io.jsonwebtoken.SignatureAlgorithm;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.util.Base64;
import java.util.Date;
/**
 * JWT工具类
 */
public class JwtUtil {
​
    //有效期为
    public static final Long JWT_TTL = 3600000L;// 60 * 60 *1000  一个小时
    //设置秘钥明文
    public static final String JWT_KEY = "itcast";
​
    /**
     * 创建token
     * @param id
     * @param subject
     * @param ttlMillis
     * @return
     */
    public static String createJWT(String id, String subject, Long ttlMillis) {
​
        SignatureAlgorithm signatureAlgorithm = SignatureAlgorithm.HS256;
        long nowMillis = System.currentTimeMillis();
        Date now = new Date(nowMillis);
        if(ttlMillis==null){
            ttlMillis=JwtUtil.JWT_TTL;
        }
        long expMillis = nowMillis + ttlMillis;
        Date expDate = new Date(expMillis);
        SecretKey secretKey = generalKey();
​
        JwtBuilder builder = Jwts.builder()
                .setId(id)              //唯一的ID
                .setSubject(subject)   // 主题  可以是JSON数据
                .setIssuer("admin")     // 签发者
                .setIssuedAt(now)      // 签发时间
                .signWith(signatureAlgorithm, secretKey) //使用HS256对称加密算法签名, 第二个参数为秘钥
                .setExpiration(expDate);// 设置过期时间
        return builder.compact();
    }
​
    /**
     * 生成加密后的秘钥 secretKey
     * @return
     */
    public static SecretKey generalKey() {
        byte[] encodedKey = Base64.getDecoder().decode(JwtUtil.JWT_KEY);
        SecretKey key = new SecretKeySpec(encodedKey, 0, encodedKey.length, "AES");
        return key;
    }
}

（3）修改AdminController的login方法, 用户登录成功 则 签发TOKEN

    /**
     * 登录
     * @param admin
     * @return
     */
    @PostMapping("/login")
    public Result login(@RequestBody Admin admin){
        boolean login = adminService.login(admin);
        if(login){  //如果验证成功
            Map<String,String> info = new HashMap<>();
            info.put("username",admin.getLoginName());
            String token = JwtUtil.createJWT(UUID.randomUUID().toString(), admin.getLoginName(), null);
            info.put("token",token);
            return new Result(true, StatusCode.OK,"登录成功",info);
        }else{
            return new Result(false,StatusCode.LOGINERROR,"用户名或密码错误");
        }
    }

使用postman 测试

网关过滤器验证token

（1）在changgou_gateway_system网关系统添加依赖

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

（2）创建JWTUtil类

package com.changgou.gateway.util;
import io.jsonwebtoken.Claims;
import io.jsonwebtoken.Jwts;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.util.Base64;
​
/**
 * jwt校验工具类
 */
public class JwtUtil {
​
    //有效期为
    public static final Long JWT_TTL = 3600000L;// 60 * 60 *1000  一个小时
    //设置秘钥明文
    public static final String JWT_KEY = "itcast";
​
    /**
     * 生成加密后的秘钥 secretKey
     *
     * @return
     */
    public static SecretKey generalKey() {
        byte[] encodedKey = Base64.getDecoder().decode(JwtUtil.JWT_KEY);
        SecretKey key = new SecretKeySpec(encodedKey, 0, encodedKey.length, "AES");
        return key;
    }
​
    /**
     * 解析
     *
     * @param jwt
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static Claims parseJWT(String jwt) throws Exception {
        SecretKey secretKey = generalKey();
        return Jwts.parser()
                .setSigningKey(secretKey)
                .parseClaimsJws(jwt)
                .getBody();
    }
}

（3）创建过滤器，用于token验证

/**
 * 鉴权过滤器 验证token
 */
@Component
public class AuthorizeFilter implements GlobalFilter, Ordered {
    private static final String AUTHORIZE_TOKEN = "token";
​
    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
        //1. 获取请求
        ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();
        //2. 则获取响应
        ServerHttpResponse response = exchange.getResponse();
        //3. 如果是登录请求则放行
        if (request.getURI().getPath().contains("/admin/login")) {
            return chain.filter(exchange);
        }
        //4. 获取请求头
        HttpHeaders headers = request.getHeaders();
        //5. 请求头中获取令牌
        String token = headers.getFirst(AUTHORIZE_TOKEN);
​
        //6. 判断请求头中是否有令牌
        if (StringUtils.isEmpty(token)) {
            //7. 响应中放入返回的状态吗, 没有权限访问
            response.setStatusCode(HttpStatus.UNAUTHORIZED);
            //8. 返回
            return response.setComplete();
        }
​
        //9. 如果请求头中有令牌则解析令牌
        try {
            JwtUtil.parseJWT(token);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            //10. 解析jwt令牌出错, 说明令牌过期或者伪造等不合法情况出现
            response.setStatusCode(HttpStatus.UNAUTHORIZED);
            //11. 返回
            return response.setComplete();
        }
        //12. 放行
        return chain.filter(exchange);
    }
​
    @Override
    public int getOrder() {
        return 0;
    }
}

（4）测试：

注意: 数据库中管理员账户为 : admin , 密码为 : 123456

如果不携带token直接访问，则返回401错误

如果携带正确的token，则返回查询结果