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使用 Spring Boot 在微服务中保护 API

Trần_Tuấn_Anh
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2024年9月6日

CPOL

2分钟阅读

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在当今的数字环境中，保护 API 对于保护敏感数据和确保微服务架构的完整性至关重要。 Spring Boot 是一个流行的 Java 应用程序构建框架，它提供了强大的工具来实现 API 安全性。

1. 理解微服务中的 API 安全

API 安全涉及保护 API 公开的数据和操作。 在微服务架构中，这意味着保护服务之间以及客户端和服务之间的通信。 关键的安全实践包括身份验证、授权、加密和速率限制。

1.1 身份验证

身份验证确保用户和服务是他们声称的身份。 在 Spring Boot 中，您可以使用 Spring Security 来处理身份验证。
代码示例：
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.WebSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.EnableWebSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfigurerAdapter;
import org.springframework.security.config.annotation.authentication.builders.AuthenticationManagerBuilder;
import org.springframework.security.web.SecurityFilterChain;

@Configuration
@EnableWebSecurity
public class SecurityConfig {

    @Bean
    public SecurityFilterChain securityFilterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
        http
            .authorizeRequests()
                .requestMatchers("/admin/**").hasRole("ADMIN")
                .requestMatchers("/user/**").hasRole("USER")
                .anyRequest().authenticated()
                .and()
            .formLogin();
        return http.build();
    }

    @Bean
    public AuthenticationManager authenticationManager(HttpSecurity http) throws Exception {
        AuthenticationManagerBuilder authenticationManagerBuilder = new AuthenticationManagerBuilder(http.getSharedObject(BeanFactory.class));
        authenticationManagerBuilder
            .inMemoryAuthentication()
            .withUser("user").password("{noop}password").roles("USER")
            .and()
            .withUser("admin").password("{noop}admin").roles("ADMIN");
        return authenticationManagerBuilder.build();
    }
}
要测试此配置，请使用 Postman 向 /admin 和 /user 端点发送请求。 使用适当凭据的请求应成功，而未经授权的请求应失败。
结果
  • 授权访问：使用有效的凭据，可以授予对受保护端点的访问权限。
  • 未经授权的访问：没有适当凭据的请求将被拒绝，并显示 403 Forbidden 状态。

1.2 授权

授权确定经过身份验证的用户或服务可以访问哪些资源。 在 Spring Boot 和 Spring Security 6 中，您可以使用角色和权限来配置它。
示例代码 
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity;
import org.springframework.security.web.SecurityFilterChain;

@Configuration
public class SecurityConfig {

    @Bean
    public SecurityFilterChain securityFilterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
        http
            .authorizeRequests()
                .requestMatchers("/admin/**").hasRole("ADMIN")
                .requestMatchers("/user/**").hasRole("USER")
                .anyRequest().authenticated()
                .and()
            .formLogin();
        return http.build();
    }
}
使用具有不同角色的用户进行测试，并验证他们是否只能访问其角色允许的端点。
结果
  • 基于角色的访问：用户只能访问他们具有适当角色的那些资源。
  • 拒绝访问：尝试访问受限资源的用户将被拒绝访问。

1.3 加密

加密保护传输中和静态的数据。 Spring Boot 支持 HTTPS 配置以进行安全通信。
示例代码 
server.port=8443
server.ssl.key-store=classpath:keystore.jks
server.ssl.key-store-password=your-password
server.ssl.key-alias=your-alias
配置 Postman 以通过 HTTPS 向 Spring Boot 应用程序发送请求，并验证安全连接。
结果
  • 安全通信：数据在传输过程中被加密，从而确保机密性和完整性。
  • 不安全通信：不接受通过 HTTP 的请求。

2. 高级安全功能

2.1 速率限制

速率限制有助于防止滥用并保护服务免受过多请求的侵害。
示例代码 
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.InterceptorRegistry;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.WebMvcConfigurer;

@Configuration
public class WebConfig implements WebMvcConfigurer {

    @Bean
    public RateLimitInterceptor rateLimitInterceptor() {
        return new RateLimitInterceptor();
    }

    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(rateLimitInterceptor());
    }
}
模拟高请求率以验证超出限制的请求是否受到限制。
结果
  • 速率限制：根据配置的限制，限制或阻止过多的请求。
  • 正常运行：在允许的速率范围内的请求将按预期处理。

2.2 日志记录和监控

日志记录和监控对于检测和响应安全事件至关重要。
示例代码
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.InterceptorRegistry;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.WebMvcConfigurer;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.HandlerInterceptor;

@Configuration
public class WebConfig implements WebMvcConfigurer {

    @Bean
    public HandlerInterceptor loggingInterceptor() {
        return new LoggingInterceptor();
    }

    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(loggingInterceptor());
    }
}
验证是否为 API 请求和响应生成了日志，并使用监控工具来跟踪安全指标。
结果
  • 日志记录：记录 API 请求和响应，从而提供对交互的洞察力。
  • 监控：通过监控工具检测安全指标和异常。

3. 结论

使用带有 Spring Security 6 的 Spring Boot 在微服务架构中保护 API 涉及实施强大的身份验证、授权、加密、速率限制和监控实践。 通过遵循这些准则并利用 Spring Boot 的功能，您可以增强 API 的安全性并保护您的服务免受潜在威胁。
请记住定期审查和更新您的安全实践，以解决新的漏洞并确保对您的微服务的持续保护。

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