Spring Cloud Gateway实现统一认证和鉴权

Spring Cloud Gateway是一个基于Spring Boot 2.x的API网关，可以作为微服务架构中的统一入口，提供路由、转发、负载均衡、限流、降级、统一认证和鉴权等功能。在实现统一认证和鉴权时，可以结合Spring Security和JWT来实现。

具体实现步骤如下：

1. 引入Spring Security和JWT的依赖

在Spring Cloud Gateway的pom.xml文件中，引入Spring Security和JWT的依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.security</groupId>
    <artifactId>spring-security-web</artifactId>
    <version>${spring-security.version}</version>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>org.springframework.security</groupId>
    <artifactId>spring-security-config</artifactId>
    <version>${spring-security.version}</version>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
    <artifactId>jjwt</artifactId>
    <version>${jjwt.version}</version>
</dependency>

2. 配置Spring Security

在Spring Cloud Gateway的配置类中，配置Spring Security：

@Configuration
@EnableWebFluxSecurity
public class SecurityConfig {

    @Autowired
    private JwtAuthenticationManager jwtAuthenticationManager;

    @Bean
    public SecurityWebFilterChain securityWebFilterChain(ServerHttpSecurity http) {
        return http.csrf().disable()
                .authorizeExchange()
                .pathMatchers("/login").permitAll()
                .anyExchange().authenticated()
                .and()
                .addFilterAt(new JwtAuthenticationFilter(jwtAuthenticationManager), SecurityWebFiltersOrder.AUTHENTICATION)
                .build();
    }
}

在上面的配置中，首先禁用了CSRF防护，然后配置了登录接口不需要认证，其它接口都需要认证。最后添加了一个JWT认证过滤器。

3. 配置JWT

在Spring Cloud Gateway的配置类中，配置JWT：

@Configuration
public class JwtConfig {

    @Value("${jwt.secret}")
    private String secret;

    @Value("${jwt.expiration}")
    private Long expiration;

    @Bean
    public JwtAuthenticationManager jwtAuthenticationManager() {
        return new JwtAuthenticationManager(secret);
    }

    @Bean
    public JwtTokenGenerator jwtTokenGenerator() {
        return new JwtTokenGenerator(secret, expiration);
    }
}

在上面的配置中，配置了JWT的密钥和过期时间，并创建了JWT的管理器和生成器。

4. 实现登录接口

实现登录接口，生成JWT并返回给客户端：

@RestController
public class LoginController {

    @Autowired
    private JwtTokenGenerator jwtTokenGenerator;

    @PostMapping("/login")
    public Mono<ResponseEntity<Map<String, String>>> login(@RequestBody LoginRequest loginRequest) {
        // 验证用户名和密码
        if (validateUsernameAndPassword(loginRequest)) {
            // 生成JWT
            String token = jwtTokenGenerator.generateToken(loginRequest.getUsername());
            // 返回JWT
            Map<String, String> responseBody = new HashMap<>();
            responseBody.put("token", token);
            return Mono.just(ResponseEntity.ok(responseBody));
        } else {
            return Mono.just(ResponseEntity.status(HttpStatus.UNAUTHORIZED).build());
        }
    }

    private boolean validateUsernameAndPassword(LoginRequest loginRequest) {
        // 验证用户名和密码逻辑
    }
}

在上面的代码中，先验证用户名和密码是否正确，如果正确则生成JWT并返回给客户端，否则返回401未授权状态码。

5. 实现JWT认证过滤器

实现JWT认证过滤器，从请求头中获取JWT并验证：

public class JwtAuthenticationFilter extends AuthenticationWebFilter {

    public JwtAuthenticationFilter(JwtAuthenticationManager jwtAuthenticationManager) {
        super(jwtAuthenticationManager);
    }

    @Override
    protected Mono<Void> onAuthSuccess(Authentication authentication, ServerWebExchange exchange) {
        return super.onAuthSuccess(authentication, exchange);
    }

    @Override
    protected Mono<Void> onAuthFailure(AuthenticationException e, ServerWebExchange exchange) {
        return super.onAuthFailure(e, exchange);
    }

    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, AuthenticationFilterChain chain) {
        String token = extractToken(exchange.getRequest().getHeaders().getFirst("Authorization"));
        if (StringUtils.isEmpty(token)) {
            return chain.filter(exchange);
        } else {
            JwtAuthenticationToken jwtAuthenticationToken = new JwtAuthenticationToken(token);
            return super.filter(exchange, chain)
                    .subscriberContext(ReactiveSecurityContextHolder.withAuthentication(jwtAuthenticationToken));
        }
    }

    private String extractToken(String header) {
        // 从Authorization头中提取JWT
    }
}

在上面的代码中，先从请求头中提取JWT，如果JWT为空则直接调用下一个过滤器，否则创建JwtAuthenticationToken并将其设置到SecurityContext中。

6. 实现JWT认证管理器

实现JWT认证管理器，验证JWT是否正确：

public class JwtAuthenticationManager implements ReactiveAuthenticationManager {

    private final String secret;

    public JwtAuthenticationManager(String secret) {
        this.secret = secret;
    }

    @Override
    public Mono<Authentication> authenticate(Authentication authentication) {
        String token = authentication.getCredentials().toString();
        try {
            Jws<Claims> claimsJws = Jwts.parser().setSigningKey(secret).parseClaimsJws(token);
            String username = claimsJws.getBody().getSubject();
            return Mono.just(new JwtAuthenticationToken(username, token));
        } catch (JwtException e) {
            return Mono.error(e);
        }
    }
}

在上面的代码中，使用JWT解析器解析JWT，并验证签名和过期时间，如果验证通过则创建JwtAuthenticationToken。

7. 实现JWT认证令牌

实现JWT认证令牌：

public class JwtAuthenticationToken extends AbstractAuthenticationToken {

    private final String token;

    private final String username;

    public JwtAuthenticationToken(String token) {
        super(Collections.emptyList());
        this.token = token;
        this.username = null;
    }

    public JwtAuthenticationToken(String username, String token) {
        super(Collections.emptyList());
        this.token = token;
        this.username = username;
        setAuthenticated(true);
    }

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

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

在上面的代码中，实现了AbstractAuthenticationToken的两个抽象方法，并添加了一个token和username属性。

8. 配置路由规则

最后，配置路由规则，启用Spring Cloud Gateway：

@Configuration
public class GatewayConfig {

    @Autowired
    private JwtTokenGenerator jwtTokenGenerator;

    @Bean
    public RouteLocator customRouteLocator(RouteLocatorBuilder builder) {
        return builder.routes()
                .route("login", r -> r.path("/login")
                        .uri("http://localhost:8080/login"))
                .route("hello", r -> r.path("/hello")
                        .filters(f -> f.requestHeader("Authorization", "Bearer " + jwtTokenGenerator.generateToken("user")))
                        .uri("http://localhost:8081/hello"))
                .build();
    }
}

在上面的配置中，配置了两个路由规则，一个是登录接口，另一个是hello接口，hello接口需要通过JWT认证才能访问。