使用Spring Cloud Gateway实现JWT认证

# 1. 简介

## 1.1 什么是JWT认证

JWT（JSON Web Token）是一种开放标准（RFC 7519），用于在网络上以一种紫外域、紧凑的方式安全地传输信息。它通过使用数字签名对数据进行验证和信任，因此可以确保数据在传输过程中不被篡改。JWT由头部、载荷和签名组成，头部和载荷使用Base64编码，对称或非对称加密后的签名则确保了数据的完整性和安全性。

## 1.2 Spring Cloud Gateway简介

Spring Cloud Gateway是基于Spring Framework 5，Project Reactor和Spring Boot 2构建的API网关，它提供了一种构建软件的方法，通过它可以统一管理多个微服务的路由和过滤。

Spring Cloud Gateway的主要优点包括动态路由、自定义的路由匹配和断言处理、过滤链扩展等。因此，结合JWT认证实现安全的API网关就成为了一种很好的选择。

# 2. 前提条件

### 2.1 环境要求

在开始使用Spring Cloud Gateway实现JWT认证之前，你需要满足以下环境要求：

- Java Development Kit (JDK)：确保你的系统已经安装了JDK，推荐使用JDK 8及以上版本。

- Spring Boot：Spring Cloud Gateway是基于Spring Boot开发的，因此你需要了解和熟悉Spring Boot。

- Maven：你需要使用Maven来管理项目依赖和构建。

### 2.2 JWT认证原理

JWT（JSON Web Token）是一种用于认证的开放标准，它定义了一种简洁的、自包含的方式来传递信息，一般用于请求的身份验证和声明。
JWT由三部分组成：头部（Header）、载荷（Payload）和签名（Signature）。头部包含了签名算法和类型等信息，载荷包含了需要传递的信息，签名用于校验数据的完整性和真实性。

JWT认证的原理如下：

1. 用户在登录时提供用户名和密码。
2. 服务器进行身份验证，如果验证成功，服务器生成一个JWT并返回给客户端。
3. 客户端收到JWT后，将其存储在本地。
4. 客户端在每次请求时都需要在请求头中附加JWT。
5. 服务器在接收到请求后，校验JWT的有效性。如果JWT有效，服务器则处理请求并返回结果。

JWT认证的优点包括：
1. 无状态：服务端不需要存储用户的认证信息，减轻了服务器的负担。
2. 可扩展：JWT可以在载荷中添加自定义的信息，便于扩展。
3. 安全性：JWT使用数字签名来验证数据的完整性和真实性，保证了数据的安全性。

接下来，我们将搭建一个Spring Cloud Gateway项目，并在项目中实现JWT认证。

# 3. 搭建Spring Cloud Gateway项目

在开始使用Spring Cloud Gateway实现JWT认证之前，我们首先需要搭建一个Spring Cloud Gateway项目。本节将介绍如何创建一个Spring Boot项目并配置Spring Cloud Gateway依赖。

#### 3.1 创建Spring Boot项目

首先，我们需要使用Spring Initializr来创建一个基本的Spring Boot项目。可以访问[Spring Initializr](https://start.spring.io/)来创建项目，选择以下配置：

- Project: Maven Project
- Language: Java
- Spring Boot: 最新的稳定版本
- Group: com.example
- Artifact: spring-cloud-gateway-demo
- Description: Spring Cloud Gateway Demo
- Package: com.example.springcloudgatewaydemo
- Packaging: Jar
- Java: 版本选择你所需要的版本

点击"Generate"按钮下载生成的项目压缩包，解压后我们得到了一个基础的Spring Boot项目。

#### 3.2 配置Spring Cloud Gateway依赖

在Spring Boot项目的pom.xml文件中，我们需要添加Spring Cloud Gateway的依赖。找到`<dependencies>`标签，添加以下依赖：

<dependencies>
    <!-- Spring Cloud Gateway -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

保存文件，我们的Spring Cloud Gateway项目的基础搭建就完成了。接下来，我们将开始实现JWT认证。

# 4. 实现JWT认证

在本节中，我们将详细介绍如何使用Spring Cloud Gateway实现JWT认证。我们将添加必要的依赖、编写认证过滤器，并配置路由以使用JWT来保护受限资源。

#### 4.1 添加JWT相关依赖

首先，我们需要添加JWT认证所需的依赖到我们的Spring Cloud Gateway项目中。在`pom.xml`文件中添加以下依赖：

<dependency>
    <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
    <artifactId>jjwt-api</artifactId>
    <version>0.11.2</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
    <artifactId>jjwt-impl</artifactId>
    <version>0.11.2</version>
    <scope>runtime</scope>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
    <artifactId>jjwt-jacks