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1717做网站,自定义wordpress管理员的头像,韩国购物网站有哪些,温岭建设阳光网站一、引言 在当今的 Web 开发领域#xff0c;RESTful API 已成为构建分布式系统和微服务架构的关键技术之一#xff0c;它以简洁、高效、易于理解和使用的特点#xff0c;广泛应用于各种前后端分离项目、移动应用开发以及微服务架构中。但随着 API 的广泛应用#xff0c;安全…一、引言在当今的 Web 开发领域RESTful API 已成为构建分布式系统和微服务架构的关键技术之一它以简洁、高效、易于理解和使用的特点广泛应用于各种前后端分离项目、移动应用开发以及微服务架构中。但随着 API 的广泛应用安全问题也日益凸显。比如在金融类应用中API 若被恶意攻击可能导致用户资金被盗取在社交类应用里API 安全漏洞可能致使用户隐私泄露。因此确保 RESTful API 的安全性成为开发过程中至关重要的环节。Spring Security 作为 Spring 框架中强大的安全框架提供了全面的安全解决方案涵盖身份验证、授权、攻击防护等功能。而 JWTJSON Web Token是一种基于 JSON 的开放标准RFC 7519用于在网络应用间安全地传递信息。它具有自包含、无状态、可在不同系统间共享等特性特别适合在 RESTful API 中实现身份验证和授权。本文将深入探讨如何将 Spring Security 与 JWT 相结合构建一个安全可靠的 RESTful API。通过详细的步骤和示例代码带领大家一步步实现这一安全架构希望能帮助大家在实际项目中更好地保障 API 的安全。二、技术栈简介2.1 Spring SecuritySpring Security 是基于 Spring 框架的安全框架在 Java 企业级应用的安全领域占据着举足轻重的地位。它为基于 Spring 的应用系统提供声明式的安全访问控制解决方案利用 Spring IoC、DI 和 AOP 功能极大地减少了为企业系统安全控制编写大量重复代码的工作。Spring Security 的核心功能主要包括认证和授权认证即验证用户身份判断用户是否为系统中的合法主体决定用户能否登录系统。Spring Security 支持多种认证方式如基于表单的认证用户在登录页面输入用户名和密码Spring Security 验证这些凭据是否与存储在数据库或其他用户存储中的信息匹配HTTP 基本认证常用于前后端分离应用客户端请求时需在请求头中携带用户名和密码经过 Base64 编码后的字符串服务器验证其合法性基于 Token 的认证如 JWT - JSON Web Tokens通过生成和验证 Token 来确认用户身份 这种方式尤其适用于分布式系统和移动端应用。授权确定已认证用户是否有权访问特定资源。它通过定义访问规则来实现例如基于角色如管理员、普通用户或权限如读取权限、写入权限的访问控制。比如一个具有 “管理员” 角色的用户可以访问系统的管理页面而普通用户则被禁止访问一个用户拥有对某个文件的 “读取权限”则可以查看该文件内容但如果没有 “写入权限”就无法修改文件 。 此外Spring Security 还提供了防止跨站请求伪造CSRF保护、会话管理等功能。CSRF 保护通过在每个表单中包含一个唯一的 CSRF 令牌在提交表单时验证该令牌防止恶意网站对用户在目标网站已登录的会话进行非法操作会话管理负责管理用户会话处理会话的创建、销毁以及超时等情况当用户长时间未活动时自动使会话过期要求用户重新登录。2.2 JWTJSON Web TokenJWT 是一种开放标准RFC 7519用于在网络应用间安全地传递信息它是一种紧凑、自包含的令牌以 JSON 对象的形式存在。JWT 主要由三部分组成通过点.连接起来形成一个 JWT 字符串格式为Header.Payload.Signature。Header头部通常包含两个字段alg签名算法和 typ令牌类型。alg 字段指定签名算法如 HS256HMAC SHA-256或 RS256RSA SHA-256 typ 字段固定为 JWT表示这是一个 JWT 令牌。例如{alg: HS256,typ: JWT} 在实际应用中Header 会被编码为 Base64URL 格式形成 JWT 的第一部分。Payload载荷用于存储实际要传递的信息以键值对的形式存储在 JSON 对象中。这些信息可分为三种类型的声明Registered Claims注册声明预定义的声明提供一组通用属性如 exp过期时间表示令牌的过期时间以 Unix 时间戳表示iat签发时间即令牌的签发时间iss签发者标识签发该 JWT 的主体 。Public Claims公开声明开发者可根据需要添加的自定义声明如用户 ID、用户名、用户角色等用于在不同系统间传递特定的用户相关信息。Private Claims私有声明在特定上下文中使用的声明通常用于内部系统在提供者和消费者之间共同约定、共享信息 。 例如一个典型的 Payload 可能如下所示{sub: 1234567890,name: John Doe,iat:1516239022,exp: 1516239082} 同样Payload 也会被编码为 Base64URL 格式形成 JWT 的第二部分。Signature签名用于验证 JWT 的完整性和可信度。它是通过对 Header 和 Payload 进行编码后用指定的算法和密钥签名生成的。签名的目的是确保 JWT 在传输过程中未被篡改并且只有拥有正确密钥的服务器才能生成有效的签名。例如使用 HS256 算法的签名过程如下将 Header 和 Payload 编码为 Base64URL 格式使用 HMAC SHA-256 算法和密钥对 Header.Base64URL . Payload.Base64URL 进行签名将签名结果编码为 Base64URL 格式形成 JWT 的第三部分 。JWT 具有无状态性服务器不需要存储会话信息减轻了服务器的负担特别适合分布式系统和微服务架构。在分布式系统中不同的服务实例可以独立地验证 JWT而无需共享会话状态提高了系统的可扩展性和可用性在前后端分离架构中前端可以将 JWT 存储在本地每次请求时携带 JWT后端进行验证实现了前后端的解耦 。同时JWT 可以跨域传递适合单点登录SSO等场景用户在一个系统中登录后获得的 JWT 可以在其他相关系统中使用无需再次登录 。三、搭建项目基础3.1 创建 Spring Boot 项目首先我们通过 Spring Initializr 来创建 Spring Boot 项目。打开浏览器访问 Spring Initializr 官网https://start.spring.io/ 。这是 Spring 官方提供的项目初始化工具界面简洁直观支持多种配置方式。在页面表单中填写以下核心配置项Project选择构建工具这里我们选择 MavenMaven 是 Java 项目常用的构建工具它能方便地管理项目依赖和构建过程。Language选择开发语言我们选择 JavaJava 是一种广泛应用于企业级开发的编程语言具有跨平台、面向对象等特性。Spring Boot选择版本建议使用最新的稳定版如 3.2.x稳定版经过了大量测试具有更好的稳定性和兼容性能减少项目开发过程中的潜在问题。Group组织标识通常用公司域名倒写例如 com.example。这有助于区分不同组织开发的项目避免命名冲突。Artifact项目名称比如我们这里命名为 spring-security-jwt-demo这个名称要能准确反映项目的主题或功能。Name项目显示名称默认与 Artifact 一致我们也可以根据喜好自定义。显示名称主要用于在一些界面中展示方便识别项目。Description项目描述可选可以简要描述项目的功能、用途等信息这对于团队协作和后期维护很有帮助能让其他人快速了解项目的核心内容。Package name包名默认是 GroupArtifact即 com.example.springsecurityjwtdemo包名遵循 Java 的命名规范用于组织项目中的类和接口。Packaging打包方式选择 JarSpring Boot 推荐使用 Jar 打包方式因为它内置了 Tomcat 等服务器方便项目的部署和运行。Java选择 Java 版本建议 17Java 17 是一个长期支持版本提供了更多的新特性和性能优化同时也有更好的安全性和稳定性。接着在页面下方的 “Dependencies” 搜索框中添加我们项目所需的依赖输入 Spring Web添加 Web 开发支持这个依赖包含了 Tomcat 和 Spring MVC能帮助我们快速搭建 Web 应用处理 HTTP 请求和响应。输入 Spring Security添加安全框架支持Spring Security 为我们的应用提供了全面的安全保护包括身份验证和授权等功能。输入 Spring Data JPA添加数据持久化支持Spring Data JPA 能简化数据库访问层的开发通过简单的接口和注解就能实现对数据库的操作。输入 MySQL Driver添加 MySQL 数据库驱动这样我们的应用就能连接到 MySQL 数据库进行数据的存储和查询。输入 Lombok添加 Lombok 工具Lombok 能通过注解简化 Java 代码减少样板代码的编写例如自动生成 Getter、Setter、构造函数等方法。配置完成后点击页面底部的 “Generate” 按钮或按 CtrlEnter工具会自动打包项目为 ZIP 文件并下载到本地。解压下载的 ZIP 文件到本地目录然后打开 IDE如 IntelliJ IDEA、Eclipse选择 “Import Project”找到解压后的项目目录对于 Maven 项目IDE 会自动识别 pom.xml 文件按提示完成导入即可。3.2 项目结构概述成功导入项目后我们来了解一下项目的目录结构一个典型的 Spring Boot 项目结构如下src/ ├── main/ │ ├── java/ │ │ └── com/ │ │ └── example/ │ │ └── springsecurityjwtdemo/ │ │ ├── SpringSecurityJwtDemoApplication.java // 启动类 │ │ ├── controller/ // 控制器包 │ │ │ └── UserController.java │ │ ├── service/ // 服务包 │ │ │ └── UserService.java │ │ ├── repository/ // 数据访问层包 │ │ │ └── UserRepository.java │ │ ├── config/ // 配置包 │ │ │ └── SecurityConfig.java │ │ ├── jwt/ // JWT相关包 │ │ │ ├── JwtUtil.java │ │ │ └── JwtAuthenticationFilter.java │ │ └── model/ // 实体类包 │ │ └── User.java │ └── resources/ │ ├── application.properties // 配置文件 │ └── static/ // 静态资源目录 │ └── templates/ // 模板文件目录若使用模板引擎 └── test/ ├── java/ │ └── com/ │ └── example/ │ └── springsecurityjwtdemo/ │ └── SpringSecurityJwtDemoApplicationTests.java └── resources/ // 测试资源目录 pom.xml // Maven依赖配置文件各模块的作用如下src/main/java存放 Java 源代码是项目的核心代码目录。其中启动类SpringSecurityJwtDemoApplication.java标记了 SpringBootApplication 注解是 Spring Boot 应用的入口包含 main 方法用于启动整个 Spring Boot 应用。Spring Boot 会自动扫描该类所在包及其子包中的组件。controller 包用于存放 Spring MVC 的控制器类如 UserController.java负责接收 HTTP 请求并返回响应数据处理 RESTful API 请求。service 包存放服务层代码如 UserService.java包含业务逻辑实现各种复杂的计算或数据处理逻辑。repository 包用于存放数据访问层代码如 UserRepository.java包含与数据库交互的代码使用 Spring Data JPA 或 Spring JDBC 模板实现对数据库的操作。config 包存放应用的配置类如 SecurityConfig.java用于配置 Spring Security 的相关策略如认证方式、授权规则等。jwt 包存放 JWT 相关的工具类和过滤器如 JwtUtil.java 用于生成和验证 JWTJwtAuthenticationFilter.java 用于在请求中验证 JWT。model 包存放实体类如 User.java通常与数据库表映射定义了数据的结构和属性。src/main/resources存放项目的资源文件application.propertiesSpring Boot 的默认配置文件用于设置数据库连接、日志、服务器端口等常用配置。static 目录存放静态资源文件如 HTML、CSS、JavaScript 文件等Spring Boot 会自动映射该目录下的文件为静态资源通常用于存放前端页面。templates 目录若应用是 Web 应用且使用了模板引擎如 Thymeleaf则 HTML 模板文件存放在此目录。src/test/java存放测试代码如 SpringSecurityJwtDemoApplicationTests.java用于对项目中的各个模块进行单元测试确保代码的正确性和稳定性。Spring Boot 支持多种测试框架如 JUnit、TestNG 等。pom.xmlMaven 项目的配置文件描述了项目的基本信息、依赖项、插件配置以及构建信息。通过在该文件中定义依赖Maven 可以自动下载和管理项目所需的各种库和工具 。四、Spring Security 配置4.1 基本配置在 Spring Security 中我们通过配置类来定义安全策略。在config包下创建SecurityConfig类它继承自WebSecurityConfigurerAdapter通过重写其方法来配置 HTTP 安全策略。import org.springframework.context.annotation.Bean; import org.springframework.context.annotation.Configuration; import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity; import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.EnableWebSecurity; import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfigurerAdapter; import org.springframework.security.config.http.SessionCreationPolicy; import org.springframework.security.web.authentication.UsernamePasswordAuthenticationFilter; Configuration EnableWebSecurity public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter { Override protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception { http .csrf().disable()// 禁用CSRF保护在前后端分离场景中CSRF保护可能会与JWT机制冲突通常需要禁用 .sessionManagement().sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS) // 使用无状态会话因为JWT是无状态的不需要服务器存储会话信息 .and() .authorizeHttpRequests() .antMatchers(/api/auth/**).permitAll()// 允许所有用户访问认证相关的API如登录接口 .anyRequest().authenticated()// 其他所有请求都需要认证 .and() .addFilterBefore(jwtAuthenticationFilter(), UsernamePasswordAuthenticationFilter.class); } Bean public JwtAuthenticationFilter jwtAuthenticationFilter() { return new JwtAuthenticationFilter(); } }在上述配置中csrf().disable()禁用跨站请求伪造CSRF保护。在 RESTful API 中尤其是前后端分离架构下CSRF 保护可能会影响 JWT 的使用因为 JWT 本身是无状态的不依赖于传统的会话机制所以这里将其禁用。sessionManagement().sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS)设置会话创建策略为无状态。这与 JWT 的无状态特性相匹配服务器不需要存储用户会话信息减轻了服务器的负担同时也提高了系统的可扩展性和性能 。authorizeHttpRequests()定义请求授权规则。.antMatchers(/api/auth/**).permitAll()允许所有用户访问/api/auth/路径下的所有请求通常用于认证相关的接口如登录、注册接口这些接口需要对所有用户开放以便用户获取认证令牌。.anyRequest().authenticated()表示其他所有请求都需要经过认证才能访问确保了系统中受保护资源的安全性。addFilterBefore(jwtAuthenticationFilter(), UsernamePasswordAuthenticationFilter.class)将自定义的 JWT 认证过滤器JwtAuthenticationFilter添加到 Spring Security 的过滤器链中并且在UsernamePasswordAuthenticationFilter之前执行。这样在用户进行用户名和密码认证之前先进行 JWT 认证确保请求的合法性 。4.2 用户认证配置为了实现用户认证我们需要自定义UserDetailsService从数据库或内存中加载用户信息。假设我们已经定义了User实体类和UserRepository来操作数据库。import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetails; import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetailsService; import org.springframework.security.core.userdetails.UsernameNotFoundException; import org.springframework.stereotype.Service; Service public class CustomUserDetailsService implements UserDetailsService { Autowired private UserRepository userRepository; Override public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException { User user userRepository.findByUsername(username); if (user null) { throw new UsernameNotFoundException(User not found with username: username); } return org.springframework.security.core.userdetails.User.withUsername(user.getUsername()) .password(user.getPassword()) .authorities(user.getAuthorities()) .build(); } }在CustomUserDetailsService中Autowired注入UserRepository用于从数据库中查询用户信息。loadUserByUsername方法根据传入的用户名从数据库中查找用户。如果用户不存在抛出UsernameNotFoundException异常如果找到用户则将用户信息封装成UserDetails对象返回其中包括用户名、密码和用户权限 。接下来我们需要在SecurityConfig中配置认证管理器使用自定义的UserDetailsService。import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.springframework.context.annotation.Bean; import org.springframework.context.annotation.Configuration; import org.springframework.security.authentication.AuthenticationManager; import org.springframework.security.config.annotation.authentication.builders.AuthenticationManagerBuilder; import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity; import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.EnableWebSecurity; import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfigurerAdapter; import org.springframework.security.config.http.SessionCreationPolicy; import org.springframework.security.crypto.bcrypt.BCryptPasswordEncoder; import org.springframework.security.crypto.password.PasswordEncoder; import org.springframework.security.web.authentication.UsernamePasswordAuthenticationFilter; Configuration EnableWebSecurity public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter { Autowired private CustomUserDetailsService customUserDetailsService; Override protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception { auth.userDetailsService(customUserDetailsService).passwordEncoder(passwordEncoder()); } Override protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception { http .csrf().disable() .sessionManagement().sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS) .and() .authorizeHttpRequests() .antMatchers(/api/auth/**).permitAll() .anyRequest().authenticated() .and() .addFilterBefore(jwtAuthenticationFilter(), UsernamePasswordAuthenticationFilter.class); } Bean public PasswordEncoder passwordEncoder() { return new BCryptPasswordEncoder(); } Override Bean public AuthenticationManager authenticationManagerBean() throws Exception { return super.authenticationManagerBean(); } Bean public JwtAuthenticationFilter jwtAuthenticationFilter() { return new JwtAuthenticationFilter(); } }在上述配置中configure(AuthenticationManagerBuilder auth)方法中通过auth.userDetailsService(customUserDetailsService).passwordEncoder(passwordEncoder())配置认证管理器使用自定义的UserDetailsService并指定密码编码器PasswordEncoder。这里使用BCryptPasswordEncoder对密码进行加密存储和验证BCryptPasswordEncoder是 Spring Security 提供的一种强加密算法它会在每次加密时生成一个随机的盐值增加了密码的安全性即使两个用户使用相同的密码加密后的结果也会不同 。passwordEncoder方法定义了一个BCryptPasswordEncoder实例用于密码的加密和解密操作。authenticationManagerBean方法重写父类的方法返回一个AuthenticationManager实例这个实例在认证过程中用于验证用户凭据 。五、JWT 实现5.1 JWT 工具类在jwt包下创建JwtTokenUtil类用于生成、验证和解析 JWT 令牌。这个类封装了 JWT 相关的核心操作使代码结构更加清晰便于维护和复用。import io.jsonwebtoken.Claims; import io.jsonwebtoken.Jwts; import io.jsonwebtoken.SignatureAlgorithm; import io.jsonwebtoken.security.Keys; import org.springframework.beans.factory.annotation.Value; import org.springframework.stereotype.Component; import javax.crypto.SecretKey; import java.util.Date; Component public class JwtTokenUtil { Value(${jwt.secret}) private String secretKey; Value(${jwt.expiration}) private long expiration; private final SecretKey key; public JwtTokenUtil() { this.key Keys.hmacShaKeyFor(secretKey.getBytes()); } /** * 生成JWT令牌 * param username 用户名 * return JWT令牌 */ public String generateToken(String username) { Claims claims Jwts.claims(); claims.put(sub, username); claims.put(iat, new Date()); claims.put(exp, new Date(System.currentTimeMillis() expiration)); return Jwts.builder() .setClaims(claims) .signWith(key, SignatureAlgorithm.HS256) .compact(); } /** * 验证JWT令牌的有效性 * param token JWT令牌 * return 是否有效 */ public boolean validateToken(String token) { try { Jwts.parserBuilder() .setSigningKey(key) .build() .parseClaimsJws(token); return true; } catch (Exception e) { return false; } } /** * 从JWT令牌中获取用户名 * param token JWT令牌 * return 用户名 */ public String getUsernameFromToken(String token) { Claims claims Jwts.parserBuilder() .setSigningKey(key) .build() .parseClaimsJws(token) .getBody(); return claims.getSubject(); } }在上述代码中Value(${jwt.secret})和Value(${jwt.expiration})分别从配置文件中读取 JWT 的密钥和过期时间。在实际应用中密钥应设置为一个强随机字符串以保证 JWT 的安全性过期时间可根据业务需求调整比如设置为 1 小时3600000 毫秒 确保用户在一定时间内保持登录状态超时后需要重新登录。generateToken方法根据传入的用户名生成 JWT 令牌。它首先创建一个Claims对象设置sub主题通常为用户名、iat签发时间和exp过期时间等声明然后使用Jwts.builder构建 JWT设置Claims和签名算法并使用密钥进行签名最后调用compact方法生成紧凑的 JWT 字符串。validateToken方法用于验证 JWT 令牌的有效性。它通过Jwts.parserBuilder设置签名密钥并构建解析器尝试解析 JWT。如果解析成功说明令牌有效返回true如果解析过程中出现异常如签名错误、令牌格式错误、过期等说明令牌无效返回false。getUsernameFromToken方法从 JWT 令牌中提取用户名。它通过解析 JWT 的Claims对象获取sub声明的值即用户名 。5.2 JWT 认证过滤器定义JwtAuthenticationFilter它继承自OncePerRequestFilter用于在每次请求时从请求头中获取并验证 JWT将认证信息存入 Spring Security 上下文。import jakarta.servlet.FilterChain; import jakarta.servlet.ServletException; import jakarta.servlet.http.HttpServletRequest; import jakarta.servlet.http.HttpServletResponse; import org.springframework.security.authentication.UsernamePasswordAuthenticationToken; import org.springframework.security.core.context.SecurityContextHolder; import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetails; import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetailsService; import org.springframework.security.web.authentication.WebAuthenticationDetailsSource; import org.springframework.stereotype.Component; import org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter; import java.io.IOException; Component public class JwtAuthenticationFilter extends OncePerRequestFilter { private final JwtTokenUtil jwtTokenUtil; private final UserDetailsService userDetailsService; public JwtAuthenticationFilter(JwtTokenUtil jwtTokenUtil, UserDetailsService userDetailsService) { this.jwtTokenUtil jwtTokenUtil; this.userDetailsService userDetailsService; } Override protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain filterChain) throws ServletException, IOException { String authHeader request.getHeader(Authorization); if (authHeader ! null authHeader.startsWith(Bearer )) { String token authHeader.substring(7); if (jwtTokenUtil.validateToken(token)) { String username jwtTokenUtil.getUsernameFromToken(token); UserDetails userDetails userDetailsService.loadUserByUsername(username); UsernamePasswordAuthenticationToken authenticationToken new UsernamePasswordAuthenticationToken( userDetails, null, userDetails.getAuthorities() ); authenticationToken.setDetails(new WebAuthenticationDetailsSource().buildDetails(request)); SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authenticationToken); } } filterChain.doFilter(request, response); } }在JwtAuthenticationFilter中JwtTokenUtil和UserDetailsService通过构造函数注入分别用于验证 JWT 和加载用户详细信息。doFilterInternal方法是过滤器的核心逻辑首先从请求头中获取Authorization字段检查其是否存在且以Bearer开头。如果满足条件则提取出 JWT 令牌去掉Bearer前缀。然后使用jwtTokenUtil.validateToken方法验证令牌的有效性。如果令牌有效通过jwtTokenUtil.getUsernameFromToken方法从令牌中获取用户名。根据用户名调用userDetailsService.loadUserByUsername方法从数据库或其他用户存储中加载用户详细信息。使用加载的用户详细信息创建一个UsernamePasswordAuthenticationToken对象设置其权限和请求相关的详细信息并将该认证令牌存入 Spring Security 上下文SecurityContextHolder中。这样后续的过滤器和控制器就可以通过SecurityContextHolder获取当前认证用户的信息进行授权和业务处理 。最后调用filterChain.doFilter(request, response)将请求传递给下一个过滤器继续处理请求。六、API 开发与保护6.1 开发 RESTful API以简单的用户模块为例我们来开发注册、登录等接口。首先在controller包下创建UserController类。import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.springframework.http.HttpStatus; import org.springframework.http.ResponseEntity; import org.springframework.security.authentication.AuthenticationManager; import org.springframework.security.authentication.UsernamePasswordAuthenticationToken; import org.springframework.security.core.Authentication; import org.springframework.security.core.context.SecurityContextHolder; import org.springframework.security.crypto.password.PasswordEncoder; import org.springframework.web.bind.annotation.*; import com.example.springsecurityjwtdemo.jwt.JwtTokenUtil; import com.example.springsecurityjwtdemo.model.User; import com.example.springsecurityjwtdemo.service.UserService; RestController RequestMapping(/api/auth) public class UserController { Autowired private UserService userService; Autowired private AuthenticationManager authenticationManager; Autowired private PasswordEncoder passwordEncoder; Autowired private JwtTokenUtil jwtTokenUtil; // 注册接口 PostMapping(/register) public ResponseEntityString register(RequestBody User user) { // 检查用户名是否已存在 if (userService.existsByUsername(user.getUsername())) { return new ResponseEntity(Username already exists, HttpStatus.BAD_REQUEST); } // 对密码进行加密 user.setPassword(passwordEncoder.encode(user.getPassword())); userService.saveUser(user); return new ResponseEntity(User registered successfully, HttpStatus.CREATED); } // 登录接口 PostMapping(/login) public ResponseEntityString login(RequestBody User user) { Authentication authentication authenticationManager.authenticate( new UsernamePasswordAuthenticationToken( user.getUsername(), user.getPassword() ) ); SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authentication); String token jwtTokenUtil.generateToken(user.getUsername()); return ResponseEntity.ok(token); } }在上述代码中register方法处理用户注册请求。首先调用userService.existsByUsername方法检查用户名是否已存在如果存在则返回错误响应若不存在则使用PasswordEncoder对用户密码进行加密然后调用userService.saveUser方法将用户信息保存到数据库中最后返回成功响应 。login方法处理用户登录请求。通过AuthenticationManager进行用户认证认证成功后将认证信息存入SecurityContextHolder然后使用JwtTokenUtil生成 JWT 令牌并将令牌作为响应返回给客户端 。6.2 使用 JWT 保护 API通过前面配置的JwtAuthenticationFilter可以使受保护的 API 接口只有在携带有效 JWT 令牌时才能访问。当客户端发送请求时JwtAuthenticationFilter会从请求头中获取 JWT 令牌并进行验证。如果令牌有效JwtAuthenticationFilter会将认证信息存入 Spring Security 上下文后续的控制器方法就可以通过SecurityContextHolder获取当前认证用户的信息并进行相应的业务处理如果令牌无效请求将被拦截返回未经授权的错误响应阻止非法访问。这样就有效地保护了 API 的安全确保只有合法用户才能访问受保护的资源 。七、测试与验证7.1 使用 Postman 测试我们使用 Postman 工具来测试开发的 API。Postman 是一款功能强大的 HTTP 客户端工具广泛应用于 API 开发和测试中它能方便地发送各种 HTTP 请求并查看响应结果 。注册测试打开 Postman创建一个新的 POST 请求地址为http://localhost:8080/api/auth/register。在请求体Body中选择raw并将数据格式设置为JSON输入以下测试数据{ username: testuser, password: testpassword, authorities: [ROLE_USER] }点击 “Send” 按钮发送请求如果注册成功将返回 HTTP 状态码 201CREATED并在响应体中显示 “User registered successfully”。若用户名已存在将返回 HTTP 状态码 400BAD_REQUEST响应体为 “Username already exists” 。 2.登录测试同样在 Postman 中创建一个新的 POST 请求地址为http://localhost:8080/api/auth/login。在请求体中输入登录数据{ username: testuser, password: testpassword }点击 “Send” 按钮若登录成功将返回 HTTP 状态码 200OK响应体为生成的 JWT 令牌。例如eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJzdWIiOiJ0ZXN0dXNlciIsImlhdCI6MTY4OTY3MjE0MiwiZXhwIjoxNjg5NjczMDQyfQ.6V8R6z5X3j6G6f8f3l694Xc5G42T5c4V7X2768777。 3.访问受保护接口测试假设我们有一个受保护的接口http://localhost:8080/api/user/info用于获取用户信息。创建一个新的 GET 请求地址为http://localhost:8080/api/user/info。在请求头Headers中添加Authorization字段值为 “Bearer” 加上登录获取的 JWT 令牌例如 “Bearer eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJzdWIiOiJ0ZXN0dXNlciIsImlhdCI6MTY4OTY3MjE0MiwiZXhwIjoxNjg5NjczMDQyfQ.6V8R6z5X3j6G6f8f3l694Xc5G42T5c4V7X2768777” 。点击 “Send” 按钮如果 JWT 令牌有效将返回 HTTP 状态码 200OK并在响应体中返回用户信息若令牌无效或过期将返回 HTTP 状态码 401Unauthorized 。7.2 验证安全性验证 JWT 的有效性通过JwtTokenUtil类中的validateToken方法来验证 JWT 的有效性。在JwtAuthenticationFilter中当从请求头中获取到 JWT 令牌后调用jwtTokenUtil.validateToken(token)方法该方法内部使用Jwts.parserBuilder设置签名密钥并构建解析器尝试解析 JWT。如果解析成功说明令牌有效允许请求继续处理如果解析失败如签名错误、令牌格式错误等说明令牌无效请求将被拦截 。过期处理JWT 令牌包含过期时间声明exp。在JwtTokenUtil的validateToken方法中解析 JWT 时会检查当前时间是否超过令牌的过期时间。若超过解析过程会抛出异常validateToken方法返回false从而导致请求被拦截返回 401 状态码提示用户重新登录获取新的令牌 。非法访问拦截在 Spring Security 的配置中通过SecurityConfig类定义了访问规则。所有请求默认需要认证才能访问.anyRequest().authenticated()当请求到达时首先经过JwtAuthenticationFilter。如果请求未携带有效的 JWT 令牌或者令牌无效、过期JwtAuthenticationFilter不会将认证信息存入 Spring Security 上下文后续的过滤器和控制器会检测到未认证状态拦截请求并返回 401 Unauthorized 错误响应有效防止非法访问 。八、总结与拓展通过本文的详细介绍我们成功地使用 Spring Security 和 JWT 构建了一个安全可靠的 RESTful API。Spring Security 提供了强大的身份验证和授权功能JWT 则以其无状态、自包含的特性使得在分布式系统和前后端分离架构中实现安全认证变得更加高效和便捷。在实际应用中这种组合方式具有诸多优势。它提高了系统的安全性通过 JWT 的签名验证和 Spring Security 的权限控制有效防止非法访问和数据泄露无状态的设计使得系统易于扩展无需在服务器端存储会话信息减轻了服务器的负担同时JWT 可以在不同的服务和系统之间轻松传递便于实现单点登录SSO等功能 。然而这只是一个基础的实现在实际项目中我们还可以进一步拓展和优化多角色权限控制在现有的基础上进一步细化权限模型。例如定义不同的角色如管理员、普通用户、访客等并为每个角色分配不同的权限如管理员可以进行用户管理、系统配置等操作普通用户只能进行基本的查询和数据提交访客仅能浏览部分公开信息 。可以通过在用户实体类中添加角色字段在 Spring Security 配置中定义基于角色的访问规则以及在控制器方法上使用PreAuthorize等注解来实现更细粒度的权限控制 。令牌刷新机制为了避免用户频繁登录实现令牌刷新机制。当 JWT 令牌即将过期时客户端可以使用刷新令牌Refresh Token向服务器请求获取新的访问令牌Access Token 。服务器验证刷新令牌的有效性后生成新的访问令牌返回给客户端这样可以保持用户的登录状态同时提高系统的安全性因为刷新令牌的有效期可以设置得比访问令牌更长且刷新令牌通常存储在更安全的地方如 HTTP-only Cookie 中减少了被窃取的风险 。黑名单机制实现 JWT 令牌的黑名单功能当用户注销登录或令牌被盗用等情况发生时将令牌添加到黑名单中服务器在验证令牌时除了验证签名和过期时间外还检查令牌是否在黑名单中若在黑名单中则拒绝请求防止非法使用已失效的令牌 。可以使用 Redis 等缓存工具来存储黑名单利用其快速读写的特性提高验证效率 。加密与签名算法优化根据实际需求选择更强大的加密和签名算法如使用 RS256RSA SHA-256算法替代 HS256HMAC SHA-256算法RS256 算法基于非对称加密使用私钥签名公钥验证安全性更高适用于对安全性要求极高的场景 。同时定期更换加密密钥进一步增强系统的安全性降低密钥被破解的风险 。希望本文能为大家在使用 Spring Security 和 JWT 构建安全 API 的道路上提供有力的帮助也期待大家在实际项目中不断探索和优化打造出更加安全、高效的应用系统 。