第7章 Spring Security 的 REST API 与微服务安全（2024 最新版）（中）-阿里云开发者社区

第7章 Spring Security 的 REST API 与微服务安全（2024 最新版）（上）+https://developer.aliyun.com/article/1487155

7.1.4 拓展案例 2：使用 OAuth2 保护 API

OAuth2是一个开放标准，允许用户授权第三方应用访问其服务器资源，而无需将用户名和密码直接暴露给第三方应用。这种机制特别适合需要跨应用授权的场景。在本案例中，我们将展示如何在Spring Boot应用中使用OAuth2保护REST API。

案例 Demo

步骤 1: 引入Spring Security OAuth2依赖

首先，确保你的Spring Boot项目中包含了Spring Security OAuth2的依赖。在pom.xml文件中添加：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.security</groupId>
    <artifactId>spring-security-oauth2</artifactId>
    <version>2.3.6.RELEASE</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.security</groupId>
    <artifactId>spring-security-jwt</artifactId>
    <version>1.0.10.RELEASE</version>
</dependency>

步骤 2: 配置授权服务器

创建一个配置类AuthorizationServerConfig来配置OAuth2授权服务器。这里我们使用内存中的客户端和用户存储作为示例。

import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.security.oauth2.config.annotation.configurers.ClientDetailsServiceConfigurer;
import org.springframework.security.oauth2.config.annotation.web.configuration.EnableAuthorizationServer;
import org.springframework.security.oauth2.config.annotation.web.configuration.AuthorizationServerConfigurerAdapter;
@Configuration
@EnableAuthorizationServer
public class AuthorizationServerConfig extends AuthorizationServerConfigurerAdapter {
    @Override
    public void configure(ClientDetailsServiceConfigurer clients) throws Exception {
        clients.inMemory()
                .withClient("client-id")
                .secret("{noop}client-secret")
                .authorizedGrantTypes("authorization_code", "refresh_token", "password")
                .scopes("read", "write")
                .autoApprove(true);
    }
}

步骤 3: 配置资源服务器

创建一个配置类ResourceServerConfig来配置OAuth2资源服务器。这里我们定义了一些安全限制，以保护API端点。

import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.security.oauth2.config.annotation.web.configuration.EnableResourceServer;
import org.springframework.security.oauth2.config.annotation.web.configuration.ResourceServerConfigurerAdapter;
import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity;
@Configuration
@EnableResourceServer
public class ResourceServerConfig extends ResourceServerConfigurerAdapter {
    @Override
    public void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http
                .authorizeRequests()
                .antMatchers("/api/**").authenticated()
                .anyRequest().permitAll();
    }
}

步骤 4: 定义用户详情服务

为了支持"password"授权类型，你需要定义一个UserDetailsService。在这个例子中，我们简单地在内存中创建一个用户。

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.security.core.userdetails.User;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetailsService;
import org.springframework.security.provisioning.InMemoryUserDetailsManager;
@Configuration
public class UserDetailsConfig {
    @Bean
    public UserDetailsService userDetailsService() {
        InMemoryUserDetailsManager manager = new InMemoryUserDetailsManager();
        manager.createUser(User.withUsername("user").password("{noop}password").roles("USER").build());
        return manager;
    }
}

测试 OAuth2 保护的 API

启动应用后，首先获取访问令牌：

对于"password"授权类型，可以使用HTTP请求直接向授权服务器发送用户名和密码来获取令牌。
对于"authorization_code"类型，需要通过用户代理（如Web浏览器）重定向到授权服务器的登录页面，用户登录后，授权服务器会将令牌重定向回客户端指定的重定向URI。

一旦获取到访问令牌，就可以在请求的Authorization头中使用它来访问受保护的资源。

通过以上步骤，你的Spring Boot应用现在能够利用OAuth2进行身份验证和授权，从而保护REST API免受未经授权的访问。这种方法为应用提供了强大的安全性和灵活性，使其能够安全地与外部应用或服务进行交互。

通过实现这些策略和案例，你可以有效地保护你的 REST API 免受常见安全威胁，确保数据的安全和服务的可用性。记住，安全是一个持续的过程，需要定期审查和更新你的安全策略和实践。

7.2 微服务安全最佳实践

微服务架构通过将应用拆分为一系列较小、独立的服务来提高灵活性和可维护性。然而，这种分散的架构也带来了新的安全挑战。保护微服务不仅要求保证数据的安全，还要确保服务间通信的安全。以下是微服务安全的一些基础知识和最佳实践。

7.2.1 基础知识详解

在微服务架构中，应用被拆分成多个服务，每个服务执行特定的功能，并通过网络进行通信。这种架构提高了应用的可伸缩性和灵活性，但同时也引入了新的安全挑战。下面详细探讨微服务安全的关键方面和最佳实践。

服务间通信安全

TLS/SSL加密：所有服务间的通信都应通过TLS（传输层安全协议）进行加密，确保数据传输过程中的机密性和完整性。
双向SSL：在某些情况下，服务之间还需要相互验证对方的身份，这可以通过双向SSL（又称为客户端证书认证）来实现。

身份验证和授权

统一身份认证机制：微服务架构应该有一个集中的身份认证服务，所有服务都应通过这个服务来认证用户身份。
细粒度授权：授权决策应基于用户的角色或权限，以及服务的安全策略。可以实现角色基础访问控制（RBAC）或更灵活的属性基访问控制（ABAC）。

API 网关

集中安全控制：API网关作为微服务架构中的统一入口，可以在这里集中实施身份验证、授权、流量限制等安全策略。
流量管理：API网关可以对流量进行监控和控制，实现请求限流和熔断，防止服务被过度使用或恶意攻击。

安全令牌服务

OAuth2和JWT：OAuth2是一个授权框架，允许第三方应用代表用户访问其资源，而JWT（JSON Web Token）通常用于在OAuth2流程中携带身份验证和授权信息。

微服务防御措施

输入验证：所有服务都应实施严格的输入验证，以防止SQL注入、跨站脚本（XSS）等攻击。
依赖管理：定期更新服务的依赖库，修补已知的安全漏洞。
错误处理：适当的错误处理可以防止敏感信息泄露，应避免在响应中返回过多的错误细节。

安全编码实践

代码审计和扫描：定期进行代码审计和使用自动化工具扫描代码，以发现潜在的安全问题。
敏感数据保护：对敏感数据进行加密处理，并在存储和传输时采取适当的保护措施。

通过理解和实施这些基础知识和最佳实践，你可以为微服务架构构建坚实的安全基础，保护你的应用免受各种网络安全威胁。安全是一个持续的过程，需要不断地审视、更新和改进安全策略和措施。

7.2.2 重点案例：使用 JWT 实现服务间认证

在微服务架构中，服务间认证是确保每个服务的请求都来自受信任来源的重要机制。使用JSON Web Tokens（JWT）进行服务间认证不仅能提供安全保障，还能确保认证过程的轻量和高效。以下案例演示了如何在Spring Boot微服务架构中实现JWT进行服务间认证。

案例 Demo

步骤 1: 创建JWT工具类

首先，创建一个JwtTokenUtil类来处理JWT的生成和验证。这个类将提供生成JWT的方法和验证JWT的方法。

import io.jsonwebtoken.Claims;
import io.jsonwebtoken.Jwts;
import io.jsonwebtoken.SignatureAlgorithm;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.stereotype.Component;
import java.util.Date;
import java.util.function.Function;
@Component
public class JwtTokenUtil {
    @Value("${jwt.secret}")
    private String secret;
    @Value("${jwt.expiration}")
    private Long expiration;
    public String generateToken(String subject) {
        return Jwts.builder()
            .setSubject(subject)
            .setIssuedAt(new Date(System.currentTimeMillis()))
            .setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + expiration))
            .signWith(SignatureAlgorithm.HS512, secret)
            .compact();
    }
    public Boolean validateToken(String token, String subject) {
        final String tokenSubject = getClaimFromToken(token, Claims::getSubject);
        return (subject.equals(tokenSubject) && !isTokenExpired(token));
    }
    public <T> T getClaimFromToken(String token, Function<Claims, T> claimsResolver) {
        final Claims claims = getAllClaimsFromToken(token);
        return claimsResolver.apply(claims);
    }
    private Claims getAllClaimsFromToken(String token) {
        return Jwts.parser().setSigningKey(secret).parseClaimsJws(token).getBody();
    }
    private Boolean isTokenExpired(String token) {
        final Date expiration = getClaimFromToken(token, Claims::getExpiration);
        return expiration.before(new Date());
    }
}

在application.properties中配置JWT密钥和过期时间：

jwt.secret=YourSecretKey
jwt.expiration=604800000  # JWT token的过期时间（这里设置为7天）

步骤 2: 实现服务间请求拦截器

创建一个FeignClientInterceptor拦截器，用于在发送服务间请求时附加JWT。

import feign.RequestInterceptor;
import feign.RequestTemplate;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Component
public class FeignClientInterceptor implements RequestInterceptor {
    @Autowired
    private JwtTokenUtil jwtTokenUtil;
    @Override
    public void apply(RequestTemplate template) {
        template.header("Authorization", "Bearer " + jwtTokenUtil.generateToken("service-account"));
    }
}

步骤 3: 配置服务接收方验证JWT

在服务接收方，创建一个JwtRequestFilter过滤器来验证每个进入的请求的JWT。

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter;
import javax.servlet.FilterChain;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
public class JwtRequestFilter extends OncePerRequestFilter {
    @Autowired
    private JwtTokenUtil jwtTokenUtil;
    @Override
    protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain chain)
            throws ServletException, IOException {
        
        final String requestTokenHeader = request.getHeader("Authorization");
        String jwtToken = null;
        if (requestTokenHeader != null && requestTokenHeader.startsWith("Bearer ")) {
            jwtToken = requestTokenHeader.substring(7);
            try {
                if (!jwtTokenUtil.validateToken(jwtToken, "service-account")) {
                    throw new ServletException("JWT Token is invalid");
                }
            } catch (Exception e) {
                throw new ServletException("JWT Token validation failed", e);
            }
        } else {
            logger.warn("JWT Token does not begin with Bearer String");
        }
        chain.doFilter(request, response);
    }
}

步骤 4: 在服务接收方配置Spring Security使用JWT过滤器

最后，在服务接收方的Spring Security配置中，注册JwtRequestFilter来验证进入的请求。

import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurity
ConfigurerAdapter;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.security.web.authentication.UsernamePasswordAuthenticationFilter;
@EnableWebSecurity
public class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
    @Bean
    public JwtRequestFilter jwtRequestFilter() {
        return new JwtRequestFilter();
    }
    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.csrf().disable()
            .addFilterBefore(jwtRequestFilter(), UsernamePasswordAuthenticationFilter.class)
            .authorizeRequests().anyRequest().authenticated();
    }
}

通过上述步骤，微服务架构中的服务间通信将通过JWT进行安全认证，确保只有验证通过的服务请求才能被接受和处理。这种方法为服务间通信提供了一个安全的认证机制，有助于防止未授权访问。

7.2.3 拓展案例 1：使用 Spring Cloud Security 简化安全配置

Spring Cloud Security 提供了一套简化微服务安全配置的工具，使得实现复杂的安全需求变得更加直接和简单。利用 Spring Cloud Security，可以轻松实现服务间的安全通信、统一的身份验证和授权等功能。以下案例将展示如何使用 Spring Cloud Security 在微服务架构中简化安全配置。

案例 Demo

假设我们有一个微服务架构，需要在服务间实现基于 OAuth2 的安全通信。以下是步骤和示例代码：

步骤 1: 引入 Spring Cloud Security 依赖

首先，在微服务项目的pom.xml文件中添加 Spring Cloud Security 依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-security</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-oauth2</artifactId>
</dependency>

步骤 2: 配置资源服务器

在微服务中配置资源服务器，以使用 OAuth2 令牌进行安全验证。创建一个配置类ResourceServerConfig 继承 ResourceServerConfigurerAdapter，并使用 @EnableResourceServer 注解来启用资源服务器。

import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity;
import org.springframework.security.oauth2.config.annotation.web.configuration.EnableResourceServer;
import org.springframework.security.oauth2.config.annotation.web.configuration.ResourceServerConfigurerAdapter;
@EnableResourceServer
public class ResourceServerConfig extends ResourceServerConfigurerAdapter {
    @Override
    public void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.authorizeRequests()
            .antMatchers("/public/**").permitAll()  // 公开访问的端点
            .anyRequest().authenticated();  // 其他所有请求都需要验证
    }
}

步骤 3: 配置OAuth2客户端

如果服务需要作为客户端访问其他受保护的服务，可以在application.yml或application.properties中配置OAuth2客户端详细信息：

security:
  oauth2:
    client:
      clientId: myClientId
      clientSecret: myClientSecret
      accessTokenUri: http://AUTH-SERVER/oauth/token
      userAuthorizationUri: http://AUTH-SERVER/oauth/authorize
    resource:
      userInfoUri: http://AUTH-SERVER/userinfo

步骤 4: 使用 Feign 客户端进行服务间调用

当使用 Feign 客户端进行服务间调用时，可以通过配置自动携带 OAuth2 令牌。首先，确保 Feign 客户端在请求时携带 OAuth2 令牌：

import feign.RequestInterceptor;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.security.oauth2.client.OAuth2RestTemplate;
public class FeignClientConfig {
    @Bean
    public RequestInterceptor oauth2FeignRequestInterceptor(OAuth2RestTemplate oAuth2RestTemplate) {
        return requestTemplate -> {
            requestTemplate.header("Authorization", "Bearer " + oAuth2RestTemplate.getAccessToken().getValue());
        };
    }
}

在 Feign 客户端接口上应用配置：

@FeignClient(name = "other-service", configuration = FeignClientConfig.class)
public interface OtherServiceClient {
    // 定义访问其他服务的方法
}

通过上述步骤，你可以利用 Spring Cloud Security 简化微服务架构中的安全配置，无需编写大量的安全配置代码，就可以实现服务间的安全通信和访问控制。这种方法不仅减轻了开发负担，还提高了安全性和可维护性。

第7章 Spring Security 的 REST API 与微服务安全（2024 最新版）（下）+https://developer.aliyun.com/article/1487157

第7章 Spring Security 的 REST API 与微服务安全（2024 最新版）（中）

7.1.4 拓展案例 2：使用 OAuth2 保护 API

案例 Demo

测试 OAuth2 保护的 API

7.2 微服务安全最佳实践

7.2.1 基础知识详解

7.2.2 重点案例：使用 JWT 实现服务间认证

案例 Demo

7.2.3 拓展案例 1：使用 Spring Cloud Security 简化安全配置

案例 Demo

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7.1.4 拓展案例 2：使用 OAuth2 保护 API

案例 Demo

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