Spring Security Oauth

[TOC]

1. 前言

有一个接口对接的场景，A厂家有一套HTTP接口需要提供给B厂家使用，由于是外网环境，所以需要有一套安全机制保障，这个时候oauth2就可以作为一个方案。

关于oauth2，其实是一个规范，本文重点讲解spring对他进行的实现，如果你还不清楚授权服务器，资源服务器，认证授权等基础概念，可以移步理解OAuth 2.0 - 阮一峰，这是一篇对于oauth2很好的科普文章。

需要对spring security有一定的配置使用经验，用户认证这一块，spring security oauth2建立在spring security的基础之上。第一篇文章主要是讲解使用springboot搭建一个简易的授权，资源服务器。后续文章会进行spring security oauth2的相关源码分析。

2. 概述

使用oauth2保护你的应用，可以分为简易的分为三个步骤

  1. 配置资源服务器

  2. 配置认证服务器

  3. 配置spring security

前两点是oauth2的主体内容，但前面我已经描述过了，spring security oauth2是建立在spring security基础之上的，所以有一些体系是公用的。

oauth2根据使用场景不同，分成了4种模式

  1. 授权码模式（authorization code）

  2. 简化模式（implicit）

  3. 密码模式（resource owner password credentials）

  4. 客户端模式（client credentials）

本文重点讲解接口对接中常使用的密码模式（以下简称password模式）和客户端模式（以下简称client模式）。授权码模式使用到了回调地址，是最为复杂的方式，通常网站中经常出现的微博，qq第三方登录，都会采用这个形式。简化模式不常用。

3. 项目准备

主要的maven依赖如下：

<!-- 注意是starter,自动配置 -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
</dependency>
<!-- 不是starter,手动配置 -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.security.oauth</groupId>
    <artifactId>spring-security-oauth2</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<!-- 将token存储在redis中 -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

既然说到保护应用，那必须得先有一些资源，我们创建一个endpoint作为提供给外部的接口：

@RestController
public class TestEndpoints {

    @GetMapping("/product/{id}")
    public String getProduct(@PathVariable String id) {
        //for debug
        Authentication authentication = SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication();
        return "product id : " + id;
    }

    @GetMapping("/order/{id}")
    public String getOrder(@PathVariable String id) {
        //for debug
        Authentication authentication = SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication();
        return "order id : " + id;
    }
}

暴露一个商品查询接口，后续不做安全限制，一个订单查询接口，后续添加访问控制。

3.1 配置资源服务器和授权服务器

由于是两个oauth2的核心配置，我们放到一个配置类中。 为了方便下载代码直接运行，我这里将客户端信息放到了内存中，生产中可以配置到数据库中。token的存储一般选择使用Redis，一是性能比较好，二是自动过期的机制，符合token的特性。

@Configuration
public class OAuth2ServerConfig {

    private static final String DEMO_RESOURCE_ID = "order";

    @Configuration
    @EnableResourceServer
    protected static class ResourceServerConfiguration extends ResourceServerConfigurerAdapter {

        @Override
        public void configure(ResourceServerSecurityConfigurer resources) {
            resources.resourceId(DEMO_RESOURCE_ID).stateless(true);
        }

        @Override
        public void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
            // @formatter:off
            http
                    // Since we want the protected resources to be accessible in the UI as well we need
                    // session creation to be allowed (it's disabled by default in 2.0.6)
                    .sessionManagement().sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.IF_REQUIRED)
                    .and()
                    .requestMatchers().anyRequest()
                    .and()
                    .anonymous()
                    .and()
                    .authorizeRequests()
//                    .antMatchers("/product/**").access("#oauth2.hasScope('select') and hasRole('ROLE_USER')")
                    .antMatchers("/order/**").authenticated();//配置order访问控制，必须认证过后才可以访问
            // @formatter:on
        }
    }


    @Configuration
    @EnableAuthorizationServer
    protected static class AuthorizationServerConfiguration extends AuthorizationServerConfigurerAdapter {

        @Autowired
        AuthenticationManager authenticationManager;
        @Autowired
        RedisConnectionFactory redisConnectionFactory;

        @Override
        public void configure(ClientDetailsServiceConfigurer clients) throws Exception {
            //配置两个客户端,一个用于password认证一个用于client认证
            clients.inMemory().withClient("client_1")
                    .resourceIds(DEMO_RESOURCE_ID)
                    .authorizedGrantTypes("client_credentials", "refresh_token")
                    .scopes("select")
                    .authorities("client")
                    .secret("123456")
                    .and().withClient("client_2")
                    .resourceIds(DEMO_RESOURCE_ID)
                    .authorizedGrantTypes("password", "refresh_token")
                    .scopes("select")
                    .authorities("client")
                    .secret("123456");
        }

        @Override
        public void configure(AuthorizationServerEndpointsConfigurer endpoints) throws Exception {
            endpoints
                    .tokenStore(new RedisTokenStore(redisConnectionFactory))
                    .authenticationManager(authenticationManager);
        }

        @Override
        public void configure(AuthorizationServerSecurityConfigurer oauthServer) throws Exception {
            //允许表单认证
            oauthServer.allowFormAuthenticationForClients();
        }

    }

}

简单说下spring security oauth2的认证思路。

  1. client模式，没有用户的概念，直接与认证服务器交互，用配置中的客户端信息去申请accessToken，客户端有自己的client_id,client_secret对应于用户的username,password，而客户端也拥有自己的authorities，当采取client模式认证时，对应的权限也就是客户端自己的authorities。

  2. password模式，自己本身有一套用户体系，在认证时需要带上自己的用户名和密码，以及客户端的client_id,client_secret。此时，accessToken所包含的权限是用户本身的权限，而不是客户端的权限。

我对于两种模式的理解便是，如果你的系统已经有了一套用户体系，每个用户也有了一定的权限，可以采用password模式；如果仅仅是接口的对接，不考虑用户，则可以使用client模式。

3.2 配置spring security

在spring security的版本迭代中，产生了多种配置方式，建造者模式，适配器模式等等设计模式的使用，spring security内部的认证flow也是错综复杂，在我一开始学习ss也产生了不少困惑，总结了一下配置经验：

使用了springboot之后，spring security其实是有不少自动配置的，我们可以仅仅修改自己需要的那一部分，并且遵循一个原则，直接覆盖最需要的那一部分。这一说法比较抽象，举个例子。比如配置内存中的用户认证器。有两种配置方式

planA：

@Bean
protected UserDetailsService userDetailsService(){
    InMemoryUserDetailsManager manager = new InMemoryUserDetailsManager();
    manager.createUser(User.withUsername("user_1").password("123456").authorities("USER").build());
    manager.createUser(User.withUsername("user_2").password("123456").authorities("USER").build());
    return manager;
}

planB：

@Configuration
@EnableWebSecurity
public class SecurityConfiguration extends WebSecurityConfigurerAdapter {

    @Override
    protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
        auth.inMemoryAuthentication()
                .withUser("user_1").password("123456").authorities("USER")
                .and()
                .withUser("user_2").password("123456").authorities("USER");
   }

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

你最终都能得到配置在内存中的两个用户，前者是直接替换掉了容器中的UserDetailsService，这么做比较直观；后者是替换了AuthenticationManager，当然你还会在SecurityConfiguration 复写其他配置，这么配置最终会由一个委托者去认证。

如果你熟悉spring security，会知道AuthenticationManager和AuthenticationProvider以及UserDetailsService的关系，他们都是顶级的接口，实现类之间错综复杂的聚合关系…配置方式千差万别，但理解清楚认证流程，知道各个实现类对应的职责才是掌握spring security的关键。

下面给出我最终的配置：

@Configuration
@EnableWebSecurity
public class SecurityConfiguration extends WebSecurityConfigurerAdapter {

    @Bean
    @Override
    protected UserDetailsService userDetailsService(){
        InMemoryUserDetailsManager manager = new InMemoryUserDetailsManager();
        manager.createUser(User.withUsername("user_1").password("123456").authorities("USER").build());
        manager.createUser(User.withUsername("user_2").password("123456").authorities("USER").build());
        return manager;
    }

    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        // @formatter:off
        http
            .requestMatchers().anyRequest()
            .and()
                .authorizeRequests()
                .antMatchers("/oauth/*").permitAll();
        // @formatter:on
    }
}

重点就是配置了一个UserDetailsService，和ClientDetailsService一样，为了方便运行，使用内存中的用户，实际项目中，一般使用的是数据库保存用户，具体的实现类可以使用JdbcDaoImpl或者JdbcUserDetailsManager。

3.3 获取token

进行如上配置之后，启动springboot应用就可以发现多了一些自动创建的endpoints：

{[/oauth/authorize]}
{[/oauth/authorize],methods=[POST]
{[/oauth/token],methods=[GET]}
{[/oauth/token],methods=[POST]}
{[/oauth/check_token]}
{[/oauth/error]}

重点关注一下/oauth/token，它是获取的token的endpoint。启动springboot应用之后，使用http工具访问 ：

  1. password模式：http://localhost:8080/oauth/token? username=user_1&password=123456& grant_type=password&scope=select& client_id=client_2&client_secret=123456，响应如下：

    {
    "access_token":"950a7cc9-5a8a-42c9-a693-40e817b1a4b0",
    "token_type":"bearer",
    "refresh_token":"773a0fcd-6023-45f8-8848-e141296cb3cb",
    "expires_in":27036,
    "scope":"select"
}

  2. client模式：http://localhost:8080/oauth/token? grant_type=client_credentials& scope=select& client_id=client_1& client_secret=123456，响应如下：

    {
    "access_token":"56465b41-429d-436c-ad8d-613d476ff322",
    "token_type":"bearer",
    "expires_in":25074,
    "scope":"select"
}

在配置中，我们已经配置了对order资源的保护，如果直接访问： http://localhost:8080/order/1 ，会得到这样的响应：

{
    "error":"unauthorized",
    "error_description":"Full authentication is required to access this resource"
}

（这样的错误响应可以通过重写配置来修改） 而对于未受保护的product资源

http://localhost:8080/product/1

则可以直接访问，得到响应

product id : 1

携带accessToken参数访问受保护的资源： 使用password模式获得的token:

http://localhost:8080/order/1?access_token=950a7cc9-5a8a-42c9-a693-40e817b1a4b0

得到了之前匿名访问无法获取的资源：

order id : 1

使用client模式获得的token:

http://localhost:8080/order/1?access_token=56465b41-429d-436c-ad8d-613d476ff322

同上的响应

order id : 1

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