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Aoho's Blog

认证鉴权与API权限控制在微服务架构中的设计与实现:升级

概述

在之前的系列文章认证鉴权与API权限控制在微服务架构中的设计与实现中,我们有四篇文章讲解了微服务下的认证鉴权与API权限控制的实现。当时基于的Spring Cloud版本为Dalston.SR4,当前最新的Spring Cloud版本为Finchley.SR1,对应的Spring Boot也升级到了2.0.x。Spring Cloud版本为Finchley和Spring Boot2.0相对之前的版本有较大的变化,至于具体的changes,请参见官网。本次会将项目升级到最新版本,下面具体介绍其中的变化。与使用之前的版本,请切换到1.0-RELEASE

升级依赖

将Spring Boot的依赖升级为2.0.4.RELEASE

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<parent>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
<version>2.0.4.RELEASE</version>
</parent>

升级dependencyManagement中的spring-cloud依赖为Finchley.RELEASE

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<dependencyManagement>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
<version>Finchley.RELEASE</version>
<type>pom</type>
<scope>import</scope>
</dependency>
</dependencies>
</dependencyManagement>

删除spring-cloud-starter-oauth2依赖,只留下spring-cloud-starter-security依赖。

工具升级

flyway

我们在项目中,引入了flyway的依赖,用以初始化数据库的增量脚本,具体可以参见数据库版本管理工具Flyway应用

docker容器

为了更加简便的体验本项目,笔者在项目中提供了docker compose脚本。在本地安装好docker compose的情况下,进入项目根目录执行docker-compose up命令。

即可启动我们所需要的mysql和redis。

Mybatis和HikariCP

在Spring Boot 2.0.X版本中,选择了HikariCP作为默认数据库连接池。所以我们并不需要额外配置DataSource。

Mybatis的mapper和config-location配置也通过配置文件的形式,因此DatasourceConfig大大简化。

application.yml

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spring:
flyway:
baseline-on-migrate: true
locations: classpath:db
datasource:
hikari:
connection-test-query: SELECT 1
minimum-idle: 1
maximum-pool-size: 5
pool-name: dbcp1
driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
url: jdbc:mysql://localhost:3306/auth?autoReconnect=true&useSSL=false
username: ${AUTH_DB_PWD:root}
password: ${AUTH_DB_USER:_123456_}
# schema[0]: classpath:/auth.sql
# initialization-mode: ALWAYS
type: com.zaxxer.hikari.HikariDataSource
redis:
database: 0
host: localhost
port: 6379

mybatis:
mapper-locations: classpath:/mybatis/mapper/*Mapper.xml
config-location: classpath:/mybatis/config.xml

配置类升级

AuthenticationManagerConfig

弃用,由于循环依赖的问题,将AuthenticationManager的配置放置到WebSecurityConfig中。

WebSecurityConfig

添加了来自AuthenticationManagerConfigAuthenticationManager配置。

由于Spring Security5默认PasswordEncoder不是NoOpPasswordEncoder,需要手动指定。原来的auth项目中没有对密码进行加密,NoOpPasswordEncoder已经被废弃,只适合在测试环境中使用,本次我们使用SCryptPasswordEncoder密码加密器对密码进行加解密,更贴近产线的使用。其他的算法还有Pbkdf2PasswordEncoderBCryptPasswordEncoder

关于Scrpyt算法,可以肯定的是其很难被攻击。

Scrpyt算法是由著名的FreeBSD黑客 Colin Percival为他的备份服务 Tarsnap开发的,当初的设计是为了降低CPU负荷,尽量少的依赖cpu计算,利用CPU闲置时间进行计算,因此scrypt不仅计算所需时间长,而且占用的内存也多,使得并行计算多个摘要异常困难,因此利用rainbow table进行暴力攻击更加困难。Scrpyt没有在生产环境中大规模应用,并且缺乏仔细的审察和广泛的函数库支持。所以Scrpyt一直没有推广开,但是由于其内存依赖的设计特别符合当时对抗专业矿机的设计,成为数字货币算法发展的一个主要应用方向。

而BCrypt相对出现的时间更久,也很安全。Spring Security中的BCryptPasswordEncoder方法采用SHA-256 + 随机盐 + 密钥对密码进行加密。SHA系列是Hash算法,不是加密算法,使用加密算法意味着可以解密(这个与编码/解码一样),但是采用Hash处理,其过程是不可逆的。

  1. 加密(encode):注册用户时,使用SHA-256+随机盐+密钥把用户输入的密码进行hash处理,得到密码的hash值,然后将其存入数据库中。
  2. 密码匹配(matches):用户登录时,密码匹配阶段并没有进行密码解密(因为密码经过Hash处理,是不可逆的),而是使用相同的算法把用户输入的密码进行hash处理,得到密码的hash值,然后将其与从数据库中查询到的密码hash值进行比较。如果两者相同,说明用户输入的密码正确。

关于怎么初始化密码呢,和注册用户的时候怎么给密码加密,我们可以在初始化密码时调用如下的方法:

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SCryptPasswordEncoder sCryptPasswordEncoder = new SCryptPasswordEncoder();
sCryptPasswordEncoder.encode("frontend");

此时需要对数据库中的client_secret进行修改,如把frontend修改为:

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$e0801$65x9sjjnRPuKmqaFn3mICtPYnSWrjE7OB/pKzKTAI4ryhmVoa04cus+9sJcSAFKXZaJ8lcPO1I9H22TZk6EN4A==$o+ZWccaWXSA2t7TxE5VBRvz2W8psujU3RPPvejvNs4U=

并修改配置如下:

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 @Autowired
CustomAuthenticationProvider customAuthenticationProvider;
@Autowired
CodeAuthenticationProvider codeAuthenticationProvider;

@Override
public void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
auth.authenticationProvider(customAuthenticationProvider);
auth.authenticationProvider(codeAuthenticationProvider);
}

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

@Bean
public PasswordEncoder passwordEncoder(){
return new SCryptPasswordEncoder();
}

ResourceServerConfig

弃用,auth项目不启用资源服务器的功能。

OAuth2Config

由于当前版本的spring-boot-redis中的RedisConnection缺少#set方法,直接使用RedisTokenStore会出现以下异常:

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java.lang.NoSuchMethodError: org.springframework.data.redis.connection.RedisConnection.set([B[B)V

因此自定义CustomRedisTokenStore类,与RedisTokenStore代码一致,只是将RedisConnection#set方法的调用替换为RedisConnection#stringCommands#set,如下所示:

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conn.stringCommands().set(accessKey, serializedAccessToken);
conn.stringCommands().set(authKey, serializedAuth);
conn.stringCommands().set(authToAccessKey, serializedAccessToken);

完整代码见文末的GitHub地址。

结果验证

经过如上的升级改造,我们将验证如下的API端点:

  • password模式获取token:/oauth/token?grant_type=password
  • 刷新token:/oauth/token?grant_type=refresh_token&refresh_token=…
  • 检验token:/oauth/check_token
  • 登出:/logout
  • 授权:/oauth/authorize
  • 授权码模式获取token:/oauth/token?grant_type=authorization_code

结果就不展示了,都可以正常使用。

小结

OAuth鉴权服务是微服务架构中的一个基础服务,项目公开之后得到了好多同学的关注,好多同学在加入QQ群之后也提出了自己关于这方面的疑惑或者建议,一起讨论和解决疑惑的地方。随着Spring Boot和Spring Cloud的版本升级,笔者也及时更新了本项目,希望能够帮到一些童鞋。笔者筹划的一本关于Spring Cloud应用的书籍,本月即将出版面世,其中关于Spring Cloud Security部分,有着详细的解析,各位同学可以支持一下正版。

本文的源码地址:
GitHub:https://github.com/keets2012/Auth-service
码云: https://gitee.com/keets/Auth-Service

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参考

scrypt算法的前世今生(从零开始学区块链 192)

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