Spring Security 解析(六) —— 基于JWT的单点登陆(SSO)开发及原理解析

在学习Spring Cloud 时，遇到了授权服务oauth 相关内容时，总是一知半解，因此决定先把Spring Security 、Spring Security Oauth2 等权限、认证相关的内容、原理及设计学习并整理一遍。本系列文章就是在学习的过程中加强印象和理解所撰写的，如有侵权请告知。

单点登录（Single Sign On），简称为SSO，是目前比较流行的企业业务整合的解决方案之一。 SSO的定义是在多个应用系统中，用户只需要登录一次就可以访问所有相互信任的应用系统。 单点登陆本质上也是OAuth2的使用，所以其开发依赖于授权认证服务，如果不清楚的可以看我的上一篇文章。

一、 单点登陆 Demo开发

从单点登陆的定义上来看就知道我们需要新建个应用程序，我把它命名为 security-sso-client。接下的开发就在这个应用程序上了。

一、Maven 依赖

主要依赖 spring-boot-starter-security、spring-security-oauth2-autoconfigure、spring-security-oauth2 这3个。其中 spring-security-oauth2-autoconfigure 是Spring Boot 2.X 才有的。

<dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId></dependency><<img src="https://github.com/BUG9/spring-security/network/alert/pom.xml/org.springframework.security.oauth:spring-security-oauth2/open--><version>2.3.5.RELEASE</version></dependency>" style="margin: auto" />

二、单点配置 @EnableOAuth2Sso

单点的基础配置引入是依赖 @EnableOAuth2Sso 实现的，在Spring Boot 2.x 及以上版本 的 @EnableOAuth2Sso 是在 spring-security-oauth2-autoconfigure 依赖里的。我这里简单配置了一下：

@Configuration
@EnableOAuth2Sso
public class ClientSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {@Overridepublic void configure(HttpSecurity http) throws Exception {http.authorizeRequests().antMatchers("/","/error","/login").permitAll().anyRequest().authenticated().and().csrf().disable();}
} 

因为单点期间可能存在某些问题，会重定向到 /error ，所以我们把 /error 设置成无权限访问。

三、测试接口及页面

测试接口

@RestController
@Slf4j
public class TestController {@GetMapping("/client/{clientId}")public String getClient(@PathVariable String clientId) {return clientId;}

} 

测试页面

 <<img src="http://localhost:8091/client/1">跳转到OSS-client-1</a><a href="http://localhost:8092/client/2">跳转到OSS-client-2</a></body></html>" style="margin: auto" />

四、单点配置文件配置授权信息

由于我们要测试多应用间的单点，所以我们至少需要2个单点客户端，我这边通过Spring Boot 的多环境配置实现。

application.yml 配置

我们都知道单点实现本质就是Oauth2的授权码模式，所以我们需要配置访问授权服务器的地址信息，包括 ：

• security.oauth2.client.user-authorization-uri = /oauth/authorize 请求认证的地址，即获取code 码
• security.oauth2.client.access-token-uri = /oauth/token 请求令牌的地址
• security.oauth2.resource.jwt.key-uri = /oauth/token_key 解析jwt令牌所需要密钥的地址,服务启动时会调用 授权服务该接口获取jwt key，所以务必保证授权服务正常
• security.oauth2.client.client-id = client1 clientId 信息
• security.oauth2.client.client-secret = 123456 clientSecret 信息

其中有几个配置需要简单解释下：

• security.oauth2.sso.login-path=/login OAuth2授权服务器触发重定向到客户端的路径 ，默认为 /login,这个路径要与授权服务器的回调地址（域名）后的路径一致
• server.servlet.session.cookie.name = OAUTH2CLIENTSESSION 解决单机开发存在的问题，如果是非单机开发可忽略其配置

auth-server: http://localhost:9090 # authorization服务地址

security:oauth2:client:user-authorization-uri: ${auth-server}/oauth/authorize #请求认证的地址access-token-uri: ${auth-server}/oauth/token #请求令牌的地址resource:jwt:key-uri: ${auth-server}/oauth/token_key #解析jwt令牌所需要密钥的地址,服务启动时会调用 授权服务该接口获取jwt key，所以务必保证授权服务正常sso:login-path: /login #指向登录页面的路径，即OAuth2授权服务器触发重定向到客户端的路径 ，默认为 /login

server:servlet:session:cookie:name: OAUTH2CLIENTSESSION# 解决Possible CSRF detected - state parameter was required but no state could be found问题
spring:profiles:active: client1 

application-client1.yml 配置

application-client2 和 application-client1是一样的，只是端口号和client信息不一样而已，这里就不再重复贴出了。

server:
port: 8091

security:
oauth2:client:client-id: client1client-secret: 123456 

五、单点测试

效果如下：

从效果图中我们可以发现，当我们第一次访问client2 的接口时，跳转到了授权服务的登陆界面，完成登陆后成功跳转回到了client2 的测试接口，并且展示了接口返回值。此时我们访问client1 的 测试接口时直接返回（表面现象）了接口返回值。这就是单点登陆的效果，好奇心强的同学一定会在心里问道：它是如何实现的？ 那么接下来我们就来揭开其面纱。

二、 单点登陆原理解析

一、@EnableOAuth2Sso

我们都知道 @EnableOAuth2Sso 是实现单点登陆的最核心配置注解，那么我们来看下 @EnableOAuth2Sso 的源码：

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@EnableOAuth2Client
@EnableConfigurationProperties(OAuth2SsoProperties.class)
@Import({ OAuth2SsoDefaultConfiguration.class, OAuth2SsoCustomConfiguration.class,	ResourceServerTokenServicesConfiguration.class })
public @interface EnableOAuth2Sso {

} 

其中我们关注4个配置文件的引用： ResourceServerTokenServicesConfiguration 、OAuth2SsoDefaultConfiguration 、 OAuth2SsoProperties 和 @EnableOAuth2Client：

• OAuth2SsoDefaultConfiguration 单点登陆的核心配置，内部创建了 SsoSecurityConfigurer 对象， SsoSecurityConfigurer 内部 主要是配置 OAuth2ClientAuthenticationProcessingFilter 这个单点登陆核心过滤器之一。* ResourceServerTokenServicesConfiguration 内部读取了我们在 yml 中配置的信息* OAuth2SsoProperties 配置了回调地址url ，这个就是 security.oauth2.sso.login-path=/login 匹配的* @EnableOAuth2Client 标明单点客户端，其内部 主要 配置了 OAuth2ClientContextFilter 这个单点登陆核心过滤器之一#### 二、 OAuth2ClientContextFilter

OAuth2ClientContextFilter 过滤器类似于 ExceptionTranslationFilter , 它本身没有做任何过滤处理，只要当 chain.doFilter() 出现异常后 做出一个重定向处理。 但别小看这个重定向处理，它可是实现单点登陆的第一步，还记得第一次单点时会跳转到授权服务器的登陆页面么？而这个功能就是 OAuth2ClientContextFilter 实现的。我们来看下其源码：

public void doFilter(ServletRequest servletRequest,
			ServletResponse servletResponse, FilterChain chain)
			throws IOException, ServletException {
		HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) servletRequest;
		HttpServletResponse response = (HttpServletResponse) servletResponse;
		request.setAttribute(CURRENT_URI, calculateCurrentUri(request)); // 1、记录当前地址(currentUri)到HttpServletRequest

		try {
			chain.doFilter(servletRequest, servletResponse);
		} catch (IOException ex) {
			throw ex;
		} catch (Exception ex) {
			// Try to extract a SpringSecurityException from the stacktrace
			Throwable[] causeChain = throwableAnalyzer.determineCauseChain(ex);
			UserRedirectRequiredException redirect = (UserRedirectRequiredException) throwableAnalyzer
					.getFirstThrowableOfType(
							UserRedirectRequiredException.class, causeChain);			if (redirect != null) {// 2、判断当前异常 UserRedirectRequiredException 对象 是否为空
				redirectUser(redirect, request, response); // 3、重定向访问 授权服务 /oauth/authorize 
			} else {
				if (ex instanceof ServletException) {
					throw (ServletException) ex;
				}
				if (ex instanceof RuntimeException) {
					throw (RuntimeException) ex;
				}
				throw new NestedServletException("Unhandled exception", ex);
			}
		}
	} 

Debug看下：

整个 filter 分三步：

• 1、记录当前地址(currentUri)到HttpServletRequest
• 2、判断当前异常 UserRedirectRequiredException 对象 是否为空
• 3、重定向访问 授权服务 /oauth/authorize

三、 OAuth2ClientAuthenticationProcessingFilter

OAuth2ClientContextFilter 过滤器 其要完成的工作就是 通过获取到的code码调用 授权服务 /oauth/token 接口获取 token 信息，并将获取到的token 信息解析成 OAuth2Authentication 认证对象。起源如下：

@Override
	public Authentication attemptAuthentication(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
			throws AuthenticationException, IOException, ServletException {

		OAuth2AccessToken accessToken;
		try {
			accessToken = restTemplate.getAccessToken(); //1、调用授权服务获取token 
		} catch (OAuth2Exception e) {
			BadCredentialsException bad = new BadCredentialsException("Could not obtain access token", e);
			publish(new OAuth2AuthenticationFailureEvent(bad));
			throw bad; 
		}
		try {
			OAuth2Authentication result = tokenServices.loadAuthentication(accessToken.getValue()); // 2、解析token信息为 OAuth2Authentication 认证对象并返回
			if (authenticationDetailsSource!=null) {
				request.setAttribute(OAuth2AuthenticationDetails.ACCESS_TOKEN_VALUE, accessToken.getValue());
				request.setAttribute(OAuth2AuthenticationDetails.ACCESS_TOKEN_TYPE, accessToken.getTokenType());
				result.setDetails(authenticationDetailsSource.buildDetails(request));
			}
			publish(new AuthenticationSuccessEvent(result));
			return result;
		}
		catch (InvalidTokenException e) {
			BadCredentialsException bad = new BadCredentialsException("Could not obtain user details from token", e);
			publish(new OAuth2AuthenticationFailureEvent(bad));
			throw bad; 
		}

	} 

整个 filter 2点功能：

• restTemplate.getAccessToken(); //1、 调用授权服务获取token
• tokenServices.loadAuthentication(accessToken.getValue()); // 2、 解析token信息为 OAuth2Authentication 认证对象并返回

完成上面步骤后就是一个正常的security授权认证过程，这里就不再讲述，有不清楚的同学可以看下我写的相关文章。

四、 AuthorizationCodeAccessTokenProvider

在讲述 OAuth2ClientContextFilter 时有一点没讲，那就是 UserRedirectRequiredException 是 谁抛出来的。 在讲述 OAuth2ClientAuthenticationProcessingFilter 也有一点没讲到，那就是它是如何判断出 当前 /login 是属于 需要获取code码的步骤还是去获取 token 的步骤（ 当然是判断/login 是否带有code 参数，这里主要讲明是谁来判断的）。 这2个点都设计到了 AuthorizationCodeAccessTokenProvider 这个类。这个类是何时被调用的？ 其实 OAuth2ClientAuthenticationProcessingFilter 隐藏在 restTemplate.getAccessToken(); 这个方法内部 调用的 accessTokenProvider.obtainAccessToken() 这里。 我们来看下OAuth2ClientAuthenticationProcessingFilter 的 obtainAccessToken() 方法内部源码：

public OAuth2AccessToken obtainAccessToken(OAuth2ProtectedResourceDetails details, AccessTokenRequest request)
			throws UserRedirectRequiredException, UserApprovalRequiredException, AccessDeniedException,
			OAuth2AccessDeniedException {

		AuthorizationCodeResourceDetails resource = (AuthorizationCodeResourceDetails) details;

		if (request.getAuthorizationCode() == null) {//1、 判断当前参数是否包含code码 
			if (request.getStateKey() == null) {
				throw getRedirectForAuthorization(resource, request); //2、 不包含则抛出 UserRedirectRequiredException 异常
			}
			obtainAuthorizationCode(resource, request);
		}
		return retrieveToken(request, resource, getParametersForTokenRequest(resource, request),
				getHeadersForTokenRequest(request)); // 3 、 包含则调用获取token 

	} 

整个方法内部分3步：

• 1、 判断当前参数是否包含code码
• 2、 不包含则抛出 UserRedirectRequiredException 异常
• 3、 包含继续获取token

最后可能有同学会问，为什么第一个客户端单点要跳转到授权服务登陆页面去登陆， 而当问第二个客户端却没有，其实 2次 客户端单点的流程都是一样的，都是授权码模式，但为什么客户端2 却不需要登陆呢？ 其实是因为Cookies/Session的原因，因为我们访问同2个客户端基本上都是在同一个浏览器中进行的。 不信的同学可以试试2个浏览器分别访问2个单点客户端。

三、 个人总结

单点登陆本质上就是授权码模式，所以理解起来还是很容易的，如果非要给个流程图，还是那张授权码流程图：