Java for Beginner

JWT (JSON Web Token)

JWT (JSON Web Token) — это компактный и безопасный стандарт для передачи информации между сторонами в виде JSON-объекта. Он часто используется для аутентификации и передачи данных в веб-приложениях. JWT токены обладают рядом преимуществ, таких как легкость использования, самодостаточность (вся необходимая информация содержится внутри токена) и поддержка подписей для проверки подлинности.

1. Что такое JWT?

JWT представляет собой строку, состоящую из трех частей, разделенных точками (.):

xxxxx.yyyyy.zzzzz

Эти части соответствуют:
Header (заголовок) — метаинформация о токене.
Payload (полезная нагрузка) — данные, которые содержатся в токене.
Signature (подпись) — защита токена от подделки.

2. Структура JWT

2.1 Header
Заголовок содержит информацию о типе токена и алгоритме подписи.

{
  "alg": "HS256",
  "typ": "JWT"
}

alg — алгоритм подписи (например, HMAC-SHA256, RS256 и др.).
typ — тип токена (обычно "JWT").
Заголовок кодируется в формате Base64Url.

2.2 Payload
Полезная нагрузка содержит данные, которые передаются в токене. Эти данные называются "claims" (утверждения).

Они делятся на три типа:

Registered claims (зарегистрированные утверждения):
iss (issuer) — кто выдал токен.
sub (subject) — пользователь или субъект токена.
aud (audience) — для кого предназначен токен.
exp (expiration time) — время истечения токена (UNIX-время).
nbf (not before) — токен не должен использоваться до указанного времени.
iat (issued at) — время выдачи токена.
jti (JWT ID) — уникальный идентификатор токена.

Public claims (публичные утверждения): настраиваемые пользователем данные, такие как role, username и т.д.

Private claims (приватные утверждения): данные, специфичные для приложения, которые не входят в публичный стандарт.

{
  "sub": "1234567890",
  "name": "John Doe",
  "admin": true,
  "exp": 1701234567
}
Payload также кодируется в формате Base64Url.

2.3 Signature
Подпись обеспечивает целостность токена. Она создается путем использования:

Закодированных в Base64Url Header и Payload.
Секретного ключа.
Алгоритма подписи.

Пример создания подписи (при использовании алгоритма HMAC-SHA256):

HMACSHA256(
  base64UrlEncode(header) + "." +
  base64UrlEncode(payload),
  secret
)
Результат (подпись) добавляется в конец токена.

3. Виды шифрования и алгоритмы

JWT может быть подписан или зашифрован:

3.1 Подписанные JWT
Подписанные токены защищены от изменения, но их содержимое можно прочитать. Используемые алгоритмы:

HMAC (симметричное шифрование):
Пример: HS256 (HMAC-SHA256).
Использует один общий секретный ключ для создания и проверки подписи.
Подходит для приложений с одним центром проверки.

RSA (асимметричное шифрование):
Пример: RS256 (RSA-SHA256).
Использует пару ключей: приватный для подписания и публичный для проверки.
Применяется в системах, где проверку подписи выполняют разные сервисы.

ECDSA (эллиптическая криптография):
Пример: ES256.
Более производительный, чем RSA, но с аналогичным подходом к подписи.

3.2 Зашифрованные JWT
Иногда требуется скрыть содержимое токена. Для этого используется JSON Web Encryption (JWE). Зашифрованные токены обеспечивают конфиденциальность данных.

Основные алгоритмы шифрования:
AES (например, A256GCM).
RSA (например, RSA-OAEP).
Шифрование выполняется с использованием публичного ключа, а расшифровка — с помощью приватного.

4. Как формируется JWT?

Создается Header.
Создается Payload с данными.
Заголовок и полезная нагрузка кодируются в формате Base64Url.
Создается Signature, используя заголовок, полезную нагрузку и секретный ключ.
Все части объединяются в строку через точки.

Пример токена:

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9
.
eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiYWRtaW4iOnRydWUsImV4cCI6MTcwMTIzNDU2N30
.
sX5yQNjQp17l-lF6fBt6CXyP0NItBTppS-ANkSQ6jCk

#Java #Training #Spring #Security #JWT

113 views05:29

Java for Beginner

5. Что необходимо для расшифровки и проверки?

5.1 Для подписи на основе HMAC:
Алгоритм (например, HS256).
Секретный ключ (shared secret).

5.2 Для подписи на основе RSA:
Алгоритм (например, RS256).
Публичный ключ (для проверки подписи).
Приватный ключ (для создания подписи, если вы являетесь сервером).

5.3 Для шифрования:
Алгоритм (например, AES256 или RSA-OAEP).
Публичный ключ (для расшифровки).

6. Преимущества JWT
Самодостаточность: Вся необходимая информация содержится в токене.
Безопасность: Подпись обеспечивает защиту от подделки.
Простота использования: Легко передается между клиентом и сервером.
Масштабируемость: Подходит для распределенных систем (например, микросервисов).

7. Уязвимости и меры безопасности
Использование слабых секретных ключей: Используйте сложные и длинные ключи.
Отсутствие проверки срока действия (exp): Убедитесь, что токен истекает через разумный период.
Применение неподходящих алгоритмов: Используйте надежные алгоритмы (например, RS256, HS256).
Утечка приватного ключа: Приватные ключи должны быть строго защищены.
XSS-атаки: Храните JWT в HttpOnly cookies, а не в localStorage.

8. Пример реализации на Java
Пример генерации и проверки JWT с использованием библиотеки jjwt (Java JWT):

Зависимость в pom.xml:

<dependency>
    <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
    <artifactId>jjwt-api</artifactId>
    <version>0.11.5</version>
</dependency>

Генерация токена:

import io.jsonwebtoken.Jwts;
import io.jsonwebtoken.SignatureAlgorithm;

import java.util.Date;

public class JwtExample {

    private static final String SECRET_KEY = "your-secret-key";

    public static String generateToken(String username) {
        return Jwts.builder()
            .setSubject(username)
            .setIssuedAt(new Date())
            .setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + 3600000)) // 1 час
            .signWith(SignatureAlgorithm.HS256, SECRET_KEY)
            .compact();
    }
}

Проверка токена:

import io.jsonwebtoken.Jwts;
import io.jsonwebtoken.Claims;

public class JwtExample {

    private static final String SECRET_KEY = "your-secret-key";

    public static Claims validateToken(String token) {
        return Jwts.parser()
            .setSigningKey(SECRET_KEY)
            .parseClaimsJws(token)
            .getBody();
    }
}

#Java #Training #Spring #Security #JWT

108 views05:29

Java for Beginner

Внедрение JWT-аутентификации в Spring Security

JWT (JSON Web Token) аутентификация — это популярный подход к обеспечению безопасности веб-приложений, особенно в REST API. Она позволяет передавать информацию о пользователе в токене и исключает необходимость поддерживать сессии на сервере.

1. Общий процесс JWT-аутентификации

Аутентификация пользователя: Клиент отправляет логин и пароль на сервер.
Генерация токена: После успешной аутентификации сервер создает JWT токен и возвращает его клиенту.
Доступ к защищенным ресурсам: Клиент отправляет токен в заголовке Authorization (Bearer <token>), чтобы получить доступ к ресурсам.
Проверка токена: Сервер проверяет токен при каждом запросе и предоставляет доступ только аутентифицированным пользователям.

2. Необходимые зависимости

Добавьте в pom.xml зависимости:

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
    <artifactId>jjwt-api</artifactId>
    <version>0.11.5</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
    <artifactId>jjwt-impl</artifactId>
    <version>0.11.5</version>
    <scope>runtime</scope>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
    <artifactId>jjwt-jackson</artifactId>
    <version>0.11.5</version>
    <scope>runtime</scope>
</dependency>

3. Шаги реализации JWT-аутентификации

3.1 Создание конфигурационного класса Spring Security
Создаем класс SecurityConfig для настройки Spring Security:

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.configuration.AuthenticationConfiguration;
import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.EnableWebSecurity;
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.SecurityFilterChain;
import org.springframework.security.web.authentication.UsernamePasswordAuthenticationFilter;

@Configuration
@EnableWebSecurity
public class SecurityConfig {

    private final JwtAuthenticationFilter jwtAuthenticationFilter;

    public SecurityConfig(JwtAuthenticationFilter jwtAuthenticationFilter) {
        this.jwtAuthenticationFilter = jwtAuthenticationFilter;
    }

    @Bean
    public SecurityFilterChain securityFilterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
        http
            .csrf().disable()
            .sessionManagement().sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS)
            .and()
            .authorizeRequests()
            .antMatchers("/auth/login", "/auth/register").permitAll()
            .anyRequest().authenticated()
            .and()
            .addFilterBefore(jwtAuthenticationFilter, UsernamePasswordAuthenticationFilter.class);

        return http.build();
    }

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

    @Bean
    public AuthenticationManager authenticationManager(AuthenticationConfiguration configuration) throws Exception {
        return configuration.getAuthenticationManager();
    }
}

#Java #Training #Spring #Security #JWT

103 views13:59

Java for Beginner

3.2 Создание модели пользователя
Создаем сущности User и Role для хранения пользователей и ролей в базе данных.

import javax.persistence.*;
import java.util.Set;

@Entity
public class User {

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;

    private String username;
    private String password;

    @ManyToMany(fetch = FetchType.EAGER)
    @JoinTable(
        name = "user_roles",
        joinColumns = @JoinColumn(name = "user_id"),
        inverseJoinColumns = @JoinColumn(name = "role_id")
    )
    private Set<Role> roles;

    // Getters and Setters
}

@Entity
public class Role {

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;

    private String name;

    // Getters and Setters
}

3.3 Создание сервиса для загрузки пользователя
Создаем сервис, который будет находить пользователя в базе данных и предоставлять его данные Spring Security.

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 {

    private final UserRepository userRepository;

    public CustomUserDetailsService(UserRepository userRepository) {
        this.userRepository = userRepository;
    }

    @Override
    public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {
        User user = userRepository.findByUsername(username)
            .orElseThrow(() -> new UsernameNotFoundException("User not found"));

        return org.springframework.security.core.userdetails.User.builder()
            .username(user.getUsername())
            .password(user.getPassword())
            .authorities(user.getRoles().stream().map(Role::getName).toArray(String[]::new))
            .build();
    }
}

3.4 Создание утилиты для работы с JWT
Создаем класс JwtUtils для генерации и проверки токенов.

import io.jsonwebtoken.*;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.Date;

@Component
public class JwtUtils {

    private final String jwtSecret = "your-secret-key";
    private final long jwtExpirationMs = 86400000; // 24 часа

    public String generateToken(String username) {
        return Jwts.builder()
            .setSubject(username)
            .setIssuedAt(new Date())
            .setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + jwtExpirationMs))
            .signWith(SignatureAlgorithm.HS256, jwtSecret)
            .compact();
    }

    public String extractUsername(String token) {
        return Jwts.parser()
            .setSigningKey(jwtSecret)
            .parseClaimsJws(token)
            .getBody()
            .getSubject();
    }

    public boolean validateToken(String token) {
        try {
            Jwts.parser().setSigningKey(jwtSecret).parseClaimsJws(token);
            return true;
        } catch (JwtException | IllegalArgumentException e) {
            return false;
        }
    }
}

#Java #Training #Spring #Security #JWT

99 views13:59

Java for Beginner

3.5 Создание фильтра для проверки JWT
Фильтр проверяет JWT токен в каждом запросе.

import org.springframework.security.core.context.SecurityContextHolder;
import org.springframework.security.web.authentication.WebAuthenticationDetailsSource;
import org.springframework.stereotype.Component;
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;

@Component
public class JwtAuthenticationFilter extends OncePerRequestFilter {

    private final JwtUtils jwtUtils;
    private final CustomUserDetailsService userDetailsService;

    public JwtAuthenticationFilter(JwtUtils jwtUtils, CustomUserDetailsService userDetailsService) {
        this.jwtUtils = jwtUtils;
        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 jwt = authHeader.substring(7);
            if (jwtUtils.validateToken(jwt)) {
                String username = jwtUtils.extractUsername(jwt);
                UserDetails userDetails = userDetailsService.loadUserByUsername(username);
                UsernamePasswordAuthenticationToken authentication = new UsernamePasswordAuthenticationToken(
                        userDetails, null, userDetails.getAuthorities());
                authentication.setDetails(new WebAuthenticationDetailsSource().buildDetails(request));
                SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authentication);
            }
        }
        filterChain.doFilter(request, response);
    }
}

3.6 Контроллер для аутентификации
Создаем контроллер для входа и регистрации пользователей.

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.web.bind.annotation.*;

@RestController
@RequestMapping("/auth")
public class AuthController {

    private final AuthenticationManager authenticationManager;
    private final JwtUtils jwtUtils;

    public AuthController(AuthenticationManager authenticationManager, JwtUtils jwtUtils) {
        this.authenticationManager = authenticationManager;
        this.jwtUtils = jwtUtils;
    }

    @PostMapping("/login")
    public String login(@RequestBody AuthRequest authRequest) {
        Authentication authentication = authenticationManager.authenticate(
            new UsernamePasswordAuthenticationToken(authRequest.getUsername(), authRequest.getPassword())
        );
        SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authentication);
        return jwtUtils.generateToken(authRequest.getUsername());
    }
}

#Java #Training #Spring #Security #JWT

109 views13:59

About

Blog

Apps

Platform