快试试用 API Key 来保护你的 SpringBoot 接口安全吧

1、概述

安全性在REST API开发中扮演着重要的角色。一个不安全的REST API可以直接访问到后台系统中的敏感数据。因此，企业组织需要关注API安全性。

Spring Security 提供了各种机制来保护我们的 REST API。其中之一是 API 密钥。API 密钥是客户端在调用 API 调用时提供的令牌。

在本教程中，我们将讨论如何在Spring Security中实现基于API密钥的身份验证。

2、REST API Security

Spring Security可以用来保护REST API的安全性。REST API是无状态的，因此不应该使用会话或cookie。相反，应该使用Basic authentication，API Keys，JWT或OAuth2-based tokens来确保其安全性。

2.1. Basic Authentication

Basic authentication是一种简单的认证方案。客户端发送HTTP请求，其中包含Authorization标头的值为Basic base64_url编码的用户名:密码。Basic authentication仅在HTTPS / SSL等其他安全机制下才被认为是安全的。

2.2. OAuth2

OAuth2是REST API安全的行业标准。它是一种开放的认证和授权标准，允许资源所有者通过访问令牌将授权委托给客户端，以获得对私有数据的访问权限。

2.3. API Keys

一些REST API使用API密钥进行身份验证。API密钥是一个标记，用于向API客户端标识API，而无需引用实际用户。标记可以作为查询字符串或在请求头中发送。

3、用API Keys保护REST API

3.1  添加Maven 依赖

让我们首先在我们的pom.xml中声明spring-boot-starter-security依赖关系：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
</dependency>

3.2 创建自定义过滤器（Filter）

实现思路是从请求头中获取API Key，然后使用我们的配置检查秘钥。在这种情况下，我们需要在Spring Security 配置类中添加一个自定义的Filter。

我们将从实现GenericFilterBean开始。GenericFilterBean是一个基于Javax.servlet.Filter接口的简单Spring实现。

让我们创建AuthenticationFilter类：

public class AuthenticationFilter extends GenericFilterBean {

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain filterChain)
      throws IOException, ServletException {
        try {
            Authentication authentication = AuthenticationService.getAuthentication((HttpServletRequest) request);
            SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authentication);
        } catch (Exception exp) {
            HttpServletResponse httpResponse = (HttpServletResponse) response;
            httpResponse.setStatus(HttpServletResponse.SC_UNAUTHORIZED);
            httpResponse.setContentType(MediaType.APPLICATION_JSON_VALUE);
            PrintWriter writer = httpResponse.getWriter();
            writer.print(exp.getMessage());
            writer.flush();
            writer.close();
        }

        filterChain.doFilter(request, response);
    }
}

我们只需要实现doFilter()方法，在这个方法中我们从请求头中获取API Key，并将生成的Authentication对象设置到当前的SecurityContext实例中。

然后请求被传递给其余的过滤器处理，接着转发给DispatcherServlet最后到达我们的控制器。

在AuthenticationService类中，实现从Header中获取API Key并构造Authentication对象，代码如下：

public class AuthenticationService {
    private static final String AUTH_TOKEN_HEADER_NAME = "X-API-KEY";
    private static final String AUTH_TOKEN = "Baeldung";

    public static Authentication getAuthentication(HttpServletRequest request) {
        String apiKey = request.getHeader(AUTH_TOKEN_HEADER_NAME);

        if ((apiKey == null) || !apiKey.equals(AUTH_TOKEN)) {
            throw new BadCredentialsException("Invalid API Key");
        }

        return new ApiKeyAuthentication(apiKey, AuthorityUtils.NO_AUTHORITIES);
    }
}

在这里，我们检查请求头是否包含 API Key，如果为空 或者Key值不等于密钥，那么就抛出一个 BadCredentialsException。如果请求头包含 API Key，并且验证通过，则将密钥添加到安全上下文中，然后调用下一个安全过滤器。getAuthentication 方法非常简单，我们只是比较 API Key 头部和密钥是否相等。

为了构建 Authentication 对象，我们必须使用 Spring Security 为了标准身份验证而构建对象时使用的相同方法。所以，需要扩展 AbstractAuthenticationToken 类并手动触发身份验证。

3.3. 扩展AbstractAuthenticationToken

为了成功地实现我们应用的身份验证功能，我们需要将传入的API Key转换为AbstractAuthenticationToken类型的身份验证对象。AbstractAuthenticationToken类实现了Authentication接口，表示一个认证请求的主体和认证信息。

让我们创建ApiKeyAuthentication类：

public class ApiKeyAuthentication extends AbstractAuthenticationToken {
    private final String apiKey;

    public ApiKeyAuthentication(String apiKey,
        Collection<?extends GrantedAuthority> authorities) {
        super(authorities);
        this.apiKey = apiKey;
        setAuthenticated(true);
    }

    @Override
    public Object getCredentials() {
        return null;
    }

    @Override
    public Object getPrincipal() {
        return apiKey;
    }
}

ApiKeyAuthentication 类是类型为 AbstractAuthenticationToken 的对象，其中包含从 HTTP 请求中获取的 apiKey 信息。在构造方法中使用 setAuthenticated（true） 方法。因此，Authentication对象包含 apiKey 和authenticated字段：

3.4. Security Config

通过创建建一个SecurityFilterChain bean，可以通过编程方式把我们上面编写的自定义过滤器（Filter）进行注册。

我们需要在 HttpSecurity 实例上使用 addFilterBefore() 方法在 UsernamePasswordAuthenticationFilter 类之前添加 AuthenticationFilter。

创建SecurityConfig 类：

@Configuration
@EnableWebSecurity
public class SecurityConfig {

    @Bean
    public SecurityFilterChain filterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.csrf()
          .disable()
          .authorizeRequests()
          .antMatchers("/**")
          .authenticated()
          .and()
          .httpBasic()
          .and()
          .sessionManagement()
          .sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS)
          .and()
          .addFilterBefore(new AuthenticationFilter(), UsernamePasswordAuthenticationFilter.class);

        return http.build();
    }

}

此外注意代码中我们吧绘画策略（session policy）设置为无状态（STATELESS），因为我们使用的是REST。

3.5. ResourceController

最后，我们创建ResourceController，实现一个Get请求  /home

@RestController
public class ResourceController {
    @GetMapping("/home")
    public String homeEndpoint() {
        return "Baeldung !";
    }
}

3.6. 禁用 Auto-Configuration

@SpringBootApplication(exclude = {SecurityAutoConfiguration.class, UserDetailsServiceAutoConfiguration.class})
public class ApiKeySecretAuthApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ApiKeySecretAuthApplication.class, args);
    }
}

4. 测试

我们先不提供API Key进行测试

curl --location --request GET 'http://localhost:8080/home'

返回 401 未经授权错误。

请求头中加上API Key后，再次请求

curl --location --request GET 'http://localhost:8080/home' 
--header 'X-API-KEY: Baeldung'

请求返回状态200

代码：

• https://Github.com/eugenp/tutorials/tree/master/spring-security-modules/spring-security-web-boot-4

来源：baeldung.com/spring-boot-api-key-secret