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Spring Boot 05 - 為 http json api 加入登入要求

MacauYeah・2024-07-02

本節，我們將為之前的http服務，加入認證機制，只有在資料庫現存的用戶可以登入及訪問我們的json api。下戴模版慣例，我們用Spring Initializr (Maven) 下載模版，Dependency主要選擇 Spring Web Spring Boot DevTools Spring Security Controller 跟上節一樣，我們起一個Controller，為簡化測試，我們只做http GET api。由於本blog對於Source Code的顯示不太友好，有需要看source code的，請到Github查看 //src/main/java/io/github/macauyeah/springboot/tutorial/springbootwebapidata/controller/HomeController.java import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable; import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.RestController; @RestController @RequestMapping("/api") public class HomeController { @GetMapping("/someRecord/{uuid}") public Map readSomeRecord(@PathVariable String uuid) { return Map.of("ret", "your uuid:" + uuid); } } 準備我們的test case，但這次我們預期它應該要出現登入失敗的結果。 //src/test/java/io/github/macauyeah/springboot/tutorial/springbootwebapidata/controller/HomeControllerTest.java @SpringBootTest @AutoConfigureMockMvc public class HomeControllerTest { @Autowired private MockMvc mockMvc; @Test void testNoLogin() throws Exception { RequestBuilder requestBuilder = MockMvcRequestBuilders.get("/api/someRecord/1234") .contentType(MediaType.APPLICATION_JSON); this.mockMvc.perform(requestBuilder) .andExpect(MockMvcResultMatchers.status().is4xxClientError()) .andExpect(MockMvcResultMatchers.jsonPath("$.ret").doesNotExist()) .andDo(MockMvcResultHandlers.print()); } } 在我們執行上述的測試，test case 成功過了。我們的基本設定跟上一節其實沒有多大改動，為何現在http api會回傳狀態 401？那是因為我們在依賴中加了，Spring Security，它配合了Spring Web，就會自動為所有api加入權限檢測。我們的測試中，沒有任何用戶登入，當然會出現 http 401。為了讓我們可以好好管理誰可以使用api，我們就來設定一定Security。我們加一個WebSecurityConfig.java，暫時指定所有的訪問路徑都必需有USER權限，並且用 http basic的方式登入。 //src/main/java/io/github/macauyeah/springboot/tutorial/springbootwebapidata/config/WebSecurityConfig.java import org.springframework.context.annotation.Bean; import org.springframework.context.annotation.Configuration; import org.springframework.security.config.Customizer; import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity; import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.EnableWebSecurity; import org.springframework.security.web.SecurityFilterChain; @Configuration @EnableWebSecurity public class WebSecurityConfig { @Bean SecurityFilterChain securityFilterChain(HttpSecurity http) throws Exception { http.authorizeHttpRequests(authorizeHttpRequests -> { authorizeHttpRequests.requestMatchers("/**").hasRole("USER"); // 所有的訪問路徑都必需有USER權限 }); http.httpBasic(Customizer.withDefaults()); // 使用http basic作為登入認證的方式 return http.build(); } } 上述例子，只是擋了沒有權限的人，我們還需要讓有登入身份的用戶可以成得取限User權限。我們繼續修改，WebSecurityConfig，加入只在記憶體有效的InMemoryUser import org.springframework.security.core.userdetails.User; import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetails; import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetailsService; import org.springframework.security.provisioning.InMemoryUserDetailsManager; public class WebSecurityConfig { //.. @Bean public PasswordEncoder passwordEncoder() { return new BCryptPasswordEncoder(); // 我們的密碼不應該明文儲，比較保險，我們使用BCrypt演算法，為密碼做單向加密。 } @Bean public UserDetailsService userDetailsService() { UserDetails user = User.withUsername("admin") .password(passwordEncoder().encode("pass")) .roles("USER").build(); // 我們在記憶中體，加入一個測試用的User，它的名字為admin，密碼為pass，權限為User return new InMemoryUserDetailsManager(user); } 然後加入新的測試，直接模擬Role。結果是通過的。 //src/test/java/io/github/macauyeah/springboot/tutorial/springbootwebapidata/controller/HomeControllerTest.java @Test void testLoginWithRoles() throws Exception { RequestBuilder requestBuilder = MockMvcRequestBuilders.get("/api/someRecord/1234") .contentType(MediaType.APPLICATION_JSON).with( SecurityMockMvcRequestPostProcessors.user("someone") .roles("USER", "ADMIN")); // 沒有使用密碼，只使用Role this.mockMvc.perform(requestBuilder) .andExpect(MockMvcResultMatchers.status().is2xxSuccessful()) .andExpect(MockMvcResultMatchers.jsonPath("$.ret").value("your uuid:1234")) .andDo(MockMvcResultHandlers.print()); } 再來一個測試，改用密碼登入，分別輸入錯的和正確的密碼。 @Test void testLoginWithWrongPasswordAndNoRole() throws Exception { RequestBuilder requestBuilder = MockMvcRequestBuilders.get("/api/someRecord/1234") .header("Authorization", "Basic randompass") // 輸入錯的密碼，應該回傳http 401 Unauthorized .contentType(MediaType.APPLICATION_JSON); this.mockMvc.perform(requestBuilder) .andExpect(MockMvcResultMatchers.status().is4xxClientError()) .andDo(MockMvcResultHandlers.print()); } @Test void testLoginWithPassword() throws Exception { RequestBuilder requestBuilder = MockMvcRequestBuilders.get("/api/someRecord/1234") .header("Authorization", "Basic YWRtaW46cGFzcw==") // http basic 就是把 admin:pass 轉成base64 .contentType(MediaType.APPLICATION_JSON); this.mockMvc.perform(requestBuilder) .andExpect(MockMvcResultMatchers.status().is2xxSuccessful()) .andExpect(MockMvcResultMatchers.jsonPath("$.ret").value("your uuid:1234")) .andDo(MockMvcResultHandlers.print()); } 最後，當然是正確的密碼才能通過。若果大家還是半信半疑，我們可以跑起真的正服務（IDE RUN或mvn spring-boot:run），然後用curl去試。 curl http://localhost:8080/api/someRecord/1234 // failed with 401 curl -u "admin:pass" http://localhost:8080/api/someRecord/1234 // successed 使用SQL Database讀取用戶登入資訊一般而言，我們不可能把所有用戶登資訊打在InMemoryUser中，通常背後有一個資料庫儲存所有的用戶資訊，我們在登入時，讀取它來做對比檢證。為此，我們在maven中，加入 Spring Data JPA h2 database （或任何你的資料庫，如mysql 、 sql server）最後一步，我們把InMemoryUser去掉，改為從資料庫讀取。因為原始碼太多，就不全部貼上。最主要的是WebSecurityConfig.java要關掉之前的UserDetailsService，改為提供一個UserServiceImpl類，它會實現UserDetailsService的功能。 @Configuration @EnableWebSecurity public class WebSecurityConfig { // 把原來的Bean先變成註解，其他不變 // @Bean // public UserDetailsService userDetailsService() { // UserDetails user = User.withUsername("admin") // .password(passwordEncoder().encode("pass")) // .roles("USER").build(); // return new InMemoryUserDetailsManager(user); // } } // spring-boot-tutorial/spring-boot-web-api-data/src/main/java/io/github/macauyeah/springboot/tutorial/springbootwebapidata/config/UserServiceImpl.java // other import import org.springframework.security.core.authority.SimpleGrantedAuthority; import org.springframework.security.core.userdetails.User; import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetails; import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetailsService; import org.springframework.security.core.userdetails.UsernameNotFoundException; import org.springframework.security.crypto.password.PasswordEncoder; @Service public class UserServiceImpl implements UserDetailsService { @Autowired PasswordEncoder passwordEncoder; @Autowired UserRepo userRepo; @Override public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException { // 因為我們資料庫沒有資料，為了方便測試密碼的加密，我們在java code上直接插入一筆資料。 UserEntity defaultUser = new UserEntity(); defaultUser.setUsername("admin"); defaultUser.setPassword(passwordEncoder.encode("pass")); defaultUser.setRole("USER"); defaultUser.setUuid(UUID.randomUUID().toString()); userRepo.save(defaultUser); // 上述為測試用插入資料，不應該出現在正式使用環境中。 UserEntity user = userRepo.findOneByUsername(username) .orElseThrow(() -> new UsernameNotFoundException(username + " not found")); // 找找資料庫有沒有正在登入的該名使用者username List authorities = List.of(new SimpleGrantedAuthority("ROLE_" + user.getRole())); LOG.debug("got user uuid:{}, username:{}, role:{} from database", user.getUuid(), username, user.getRole()); // 如果前面的 findOneByUsername 有結果回傳，我們就給它一個ROLE_XXX的權限。 return new User(username, user.getPassword(), authorities); // 這裏從沒有檢查過密碼是否有匹配，全部交給Spring Security去做 } } //spring-boot-tutorial/spring-boot-web-api-data/src/main/java/io/github/macauyeah/springboot/tutorial/springbootwebapidata/entity/UserEntity.java // spring-boot-tutorial/spring-boot-web-api-data/src/main/java/io/github/macauyeah/springboot/tutorial/springbootwebapidata/repo/UserRepo.java 上述段落中，筆者省略了UserEntity和UserRepo，它們只是一般的spring-data-jpa概念，有需要可以經文末的連結查看完全原始碼。最需要注意的，是UserEntity的password欄位，在資料庫中是以加密的方式儲存。我們在配匹登入者與資料庫記錄時，也沒有自行檢驗密碼的需要。我們只是在加密過的密碼回傳給Spring Security，Spring框架會自行把登入者輸入的密碼與加密了的密碼作比較。