SpringBoot实现JWT保护前后端分离RESTful API

通常情况下, 将api直接暴露出来是非常危险的. 每一个api呼叫, 用户都应该附上额外的信息, 以供我们认证和授权. 而JWT是一种既能满足这样需求, 而又简单安全便捷的方法. 前端login获取JWT之后, 只需在每一次HTTP呼叫的时候添加上JWT作为HTTP Header即可.

本文将用不到100行Java代码, 教你如何在Spring Boot里面用JWT保护RESTful api.

源代码在 https://github.com/ZhongjunTian/spring-boot-jwt-demo/basic
打开在线demo网站jontian.com:8080 或者代码运行之后打开localhost:8080,
未登录之前点击 Call Example Service 返回 401 Unaothorized 错误.

 

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登录之后即可得到正确结果

 

登陆后

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1. 什么是JWT

了解JWT的同学可以跳过这一部分

废话少说, 我们先看看什么是JWT. JSON Web Token其实就是一个包含认证数据的JSON, 大概长这样子
分三个部分,
第一部分{"alg":"HS512"}是签名算法
第二部分 {"exp":1495176357,"username":"admin"}是一些数据(你想放什么都可以), 这里有过期日期和用户名
第三部分')4'7�6-DM�(�H6fJ::$c���a4�~tI2%Xd-�$nL(l非常重要,是签名Signiture, 服务器会验证这个以防伪造. 因为JWT其实是明文传送, 任何人都能篡改里面的内容. 服务端通过验证签名, 从而确定这个JWT是自己生成的.

原理也不是很复杂, 我用一行代码就能表示出来
首先我们将JWT第一第二部分的内容, 加上你的秘钥(key或者叫secret), 然后用某个算法(比如hash算法)求一下, 求得的内容就是你的签名. 验证的时候只需要验证你用JWT算出来的值是否等于JWT里面的签名.
因为别人没有你的key, 所以也就没法伪造签名.

简单粗暴一行代码解释什么是签名:

 int signiture = ("{alg:HS512}{exp:1495176357,username:admin}" + key).hashCode();

最后附上签名,得到完整的JWT:

{"alg":"HS512"}{"exp":1495176357,"username":"admin"}    ')4'7�6-DM�(�H6fJ::$c���a4�~tI2%Xd-�$nL(l

为了方便复制和使用, 通常我们都是把JWT用base64编码之后放在http的header里面, 并且每一次呼叫api都附上这个JWT, 并且服务器每次也验证JWT是否过期

通常我们用到的JWT:

Base64编码后:
eyJhbGciOiJIUzUxMiJ9.eyJleHAiOjE0OTUxNzYzNTcsInVzZXJuYW1lIjoiYWRtaW4ifQ.mQtCfLKfI0J7c3HTYt7kRN4AcoixiUSDaZv2ZKOjq2JMZjBhf1DmE0Fn6PdEkyJZhYZJTMLaIPwyR-uu6BMKGw

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2. 三个class实现JWT

整个demo一共有三个class
Application.java JwtAuthenticationFilter.java 和 JwtUtil.java

2.1首先我们看一看Application.java

第一步创建一个hello world api

 @GetMapping("/protected")
    public @ResponseBody Object hellWorld() {
        return "Hello World! This is a protected api";
    }

第二步创建一个 login的api, 我们会验证用户的密码, 如果正确, 那么我们会返回生成jwt. 这时前端拿到的这个jwt就类似于拿到了一个临时的密码, 之后所有的HTTP RESTful api请求都附上这个"临时密码"即可.(专业术语叫令牌/token)

@PostMapping("/login")
    public Object login(HttpServletResponse response, @RequestBody final Account account) throws IOException {
        if(isValidPassword(account)) {
            String jwt = JwtUtil.generateToken(account.username);
            return new HashMap<String,String>(){{
                put("token", jwt);
            }};
        }else {
            return new ResponseEntity(HttpStatus.UNAUTHORIZED);
        }
    }

登录效果如下图

 

 

最后我们再注册一个检验jwt的过滤器Filter, 通过这个过滤器Filter实现对每个Rest api请求都验证jwt的功能. 这个JwtAuthenticationFilter继承了OncePerRequestFilter, 任何请求都会先经过我们的filter, 然后我们会选择让那些有合法jwt的请求通过我们的filter.

 @Bean
    public FilterRegistrationBean jwtFilter() {
        final FilterRegistrationBean registrationBean = new FilterRegistrationBean();
        JwtAuthenticationFilter filter = new JwtAuthenticationFilter();
        registrationBean.setFilter(filter);
        return registrationBean;
    }

2.2然后我们看一下JwtAuthenticationFilter.java

这里我们继承了OncePerRequestFilter, 保证了用户请求任何资源都会运行这个doFilterInternal. 这里我们会从HTTP Header里面截取JWT, 并且验证JWT的签名和过期时间, 如果有问题, 我们会返回HTTP 401错误.
PS: 这里有个情况就是用户登录/login前是没有jwt的, 所以我们要让登录的请求

public class JwtAuthenticationFilter extends OncePerRequestFilter {
    //......一些不重要的代码......
    @Override
    protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain filterChain) throws ServletException, IOException {
        try {
            if(isProtectedUrl(request)) {
                String token = request.getHeader("Authorization");
                //检查jwt令牌, 如果令牌不合法或者过期, 里面会直接抛出异常, 下面的catch部分会直接返回
                JwtUtil.validateToken(token);
            }
        } catch (Exception e) {
            response.sendError(HttpServletResponse.SC_UNAUTHORIZED, e.getMessage());
            return;
        }
        //如果jwt令牌通过了检测, 那么就把request传递给后面的RESTful api
        filterChain.doFilter(request, response);
    }
    //......一些不重要的代码......
}

2.3最后我们看一下JwtUtil.java

这里就两个函数, 第一个函数生成一个有效期1000小时的jwt
public static String generateToken(String username)
第二个函数是验证JWT是否有效, 如果JWT有效则返回用户名, 否则抛出Exception
public static void validateToken(String token)
这里的代码都非常简洁就十几行, 使用的都是现成的包, 建议直接看源代码.

3.测试

这就是呼叫api的效果

 

正确jwt