[Project] Spring Security JWT + Refresh Token 사용해보기

sung eon·2023년 2월 13일
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기존 JPA 프로젝트를 그대로 복사 붙여넣기한 상태로 시작

  • 프로젝트 우클릭 > Spring > Add Starters 에서 Spring Security 추가해줬다
  • mvn repository에서JWT를 위해 3개의 의존성 추가
<!-- 스프링 시큐리티 JWT -->
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/io.jsonwebtoken/jjwt-api -->
<dependency>
  <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
  <artifactId>jjwt-api</artifactId>
  <version>0.11.2</version>
</dependency>
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/io.jsonwebtoken/jjwt-impl -->
<dependency>
  <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
  <artifactId>jjwt-impl</artifactId>
  <version>0.11.2</version>
  <scope>runtime</scope>
</dependency>
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/io.jsonwebtoken/jjwt-jackson -->
<dependency>
  <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
  <artifactId>jjwt-jackson</artifactId>
  <version>0.11.2</version>
  <scope>runtime</scope>
</dependency>

참고자료
참고자료2

나와 있는 자료들 대부분 import는 생략해놔서 자동 import시 여러개 뜰때마다 찾아보고 하느라 애먹었다. 그래서 import까지 냅다 올려버림.

TokenDto

package com.my.jwt.dto;

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Builder;
import lombok.Data;

/**
 * 클라이언트에 토큰을 보내기 위한 DTO
 * @author rimsong
 * grantType: JWT에 대한 인증 타입. 여기서는 Bearer를 사용한다. 이후 HHTP 헤더에 prefix로 붙여주는 타입
 */

@Builder
@Data
@AllArgsConstructor
public class TokenDto { 
 
    private String grantType; // JWT에 대한 인증 타입. 여기서는 Bearer를 사용한다. 이후 HHTP 헤더에 prefix로 붙여주는 타입
    private String accessToken;
    private String refreshToken;
}

JwtTokenProvider

먼저, application.properties에

jwt.secret=아무글자나 256bit이상, 알파벳으로 32글자 이상 쳐줬다
  • 너무 짧으면 Spring Boot App 실행시 짧다고 예외처리 되니 너무 쫄지 말자! (경험담)
package com.my.jwt.provider;

import java.security.Key;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collection;
import java.util.Date;
import java.util.stream.Collectors;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.security.authentication.UsernamePasswordAuthenticationToken;
import org.springframework.security.core.Authentication;
import org.springframework.security.core.GrantedAuthority;
import org.springframework.security.core.authority.SimpleGrantedAuthority;
import org.springframework.security.core.userdetails.User;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetails;
import org.springframework.stereotype.Component;

import com.my.jwt.dto.TokenDto;

import io.jsonwebtoken.Claims;
import io.jsonwebtoken.ExpiredJwtException;
import io.jsonwebtoken.Jwts;
import io.jsonwebtoken.MalformedJwtException;
import io.jsonwebtoken.SignatureAlgorithm;
import io.jsonwebtoken.UnsupportedJwtException;
import io.jsonwebtoken.io.Decoders;
import io.jsonwebtoken.security.Keys;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

/**
 * JwtTokenProvider는 토큰 생성, 토큰 복호화 및 정보 추출, 토큰 유효성 검증의 기능이 구현된 클래스.
 * @author rimsong
 * application.properties에 jwt.secret: 값을 넣어 설정 추가해준 뒤 사용합니다.
 * jwt.secret는 토큰의 암호화, 복호화를 위한 secret key로서 이후 HS256알고리즘을 사용하기 위해, 256비트보다 커야합니다.
 * 알파벳이 한 단어당 8bit니, 32글자 이상이면 됩니다! 너무 짧으면 에러가 뜹니다.
 */

@Slf4j
@Component
public class JwtTokenProvider {
	private final Key key;
	 
    public JwtTokenProvider(@Value("${jwt.secret}") String secretKey) {
        byte[] keyBytes = Decoders.BASE64.decode(secretKey);
        this.key = Keys.hmacShaKeyFor(keyBytes);
    }
 
    // 유저 정보를 가지고 AccessToken, RefreshToken 을 생성하는 메서드
    public TokenDto generateToken(Authentication authentication) {
        // 권한 가져오기
        String authorities = authentication.getAuthorities().stream()
                .map(GrantedAuthority::getAuthority)
                .collect(Collectors.joining(","));
 
        long now = (new Date()).getTime();
        // Access Token 생성
        // 숫자 86400000은 토큰의 유효기간으로 1일을 나타냅니다. 보통 토큰은 30분 정도로 생성하는데 테스트를 위해 1일로 설정했습니다.
        // 1일: 24*60*60*1000 = 86400000
        Date accessTokenExpiresIn = new Date(now + 86400000);
        String accessToken = Jwts.builder()
                .setSubject(authentication.getName())
                .claim("auth", authorities)
                .setExpiration(accessTokenExpiresIn)
                .signWith(key, SignatureAlgorithm.HS256)
                .compact();
 
        // Refresh Token 생성
        String refreshToken = Jwts.builder()
                .setExpiration(new Date(now + 86400000))
                .signWith(key, SignatureAlgorithm.HS256)
                .compact();
 
        return TokenDto.builder()
                .grantType("Bearer")
                .accessToken(accessToken)
                .refreshToken(refreshToken)
                .build();
    }
 
    // JWT 토큰을 복호화하여 토큰에 들어있는 정보를 꺼내는 메서드
    public Authentication getAuthentication(String accessToken) {
        // 토큰 복호화
        Claims claims = parseClaims(accessToken);
 
        if (claims.get("auth") == null) {
            throw new RuntimeException("권한 정보가 없는 토큰입니다.");
        }
 
        // 클레임에서 권한 정보 가져오기
        Collection<? extends GrantedAuthority> authorities =
                Arrays.stream(claims.get("auth").toString().split(","))
                        .map(SimpleGrantedAuthority::new)
                        .collect(Collectors.toList());
 
        // UserDetails 객체를 만들어서 Authentication 리턴
        UserDetails principal = new User(claims.getSubject(), "", authorities);
        return new UsernamePasswordAuthenticationToken(principal, "", authorities);
    }
 
    // 토큰 정보를 검증하는 메서드
    public boolean validateToken(String token) {
        try {
            Jwts.parserBuilder().setSigningKey(key).build().parseClaimsJws(token);
            return true;
        } catch (io.jsonwebtoken.security.SecurityException | MalformedJwtException e) {
            log.info("Invalid JWT Token", e);
        } catch (ExpiredJwtException e) {
            log.info("Expired JWT Token", e);
        } catch (UnsupportedJwtException e) {
            log.info("Unsupported JWT Token", e);
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            log.info("JWT claims string is empty.", e);
        }
        return false;
    }
 
    private Claims parseClaims(String accessToken) {
        try {
            return Jwts.parserBuilder().setSigningKey(key).build().parseClaimsJws(accessToken).getBody();
        } catch (ExpiredJwtException e) {
            return e.getClaims();
        }
    }
}

JwtAuthenticationFilter

package com.my.jwt.filter;

import java.io.IOException;

import javax.servlet.FilterChain;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.ServletRequest;
import javax.servlet.ServletResponse;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;

import org.springframework.security.core.Authentication;
import org.springframework.security.core.context.SecurityContextHolder;
import org.springframework.util.StringUtils;
import org.springframework.web.filter.GenericFilterBean;

import com.my.jwt.provider.JwtTokenProvider;

import lombok.RequiredArgsConstructor;

/**
 * JwtAuthenticationFilter는 클라이언트 요청 시 JWT 인증을 하기위해 설치하는 커스텀 필터로, UsernamePasswordAuthenticationFilter 이전에 실행됨
 * 이 말은 JwtAuthenticationFilter를 통과하면 UsernamePasswordAuthenticationFilter 이후의 필터는 통과한 것으로 본다는 뜻입니다. = username+password를 통한 인증을 JWT를 통해 수행한다는 것!
 * @author rimsong
 *
 */

@RequiredArgsConstructor
public class JwtAuthenticationFilter extends GenericFilterBean {
	private final JwtTokenProvider jwtTokenProvider;
	 
    @Override
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
 
        // 1. Request Header 에서 JWT 토큰 추출
        String token = resolveToken((HttpServletRequest) request);
 
        // 2. validateToken 으로 토큰 유효성 검사
        if (token != null && jwtTokenProvider.validateToken(token)) {
            // 토큰이 유효할 경우 토큰에서 Authentication 객체를 가지고 와서 SecurityContext 에 저장
            Authentication authentication = jwtTokenProvider.getAuthentication(token);
            SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authentication);
        }
        chain.doFilter(request, response);
    }
 
    // Request Header 에서 토큰 정보 추출
    private String resolveToken(HttpServletRequest request) {
        String bearerToken = request.getHeader("Authorization");
        if (StringUtils.hasText(bearerToken) && bearerToken.startsWith("Bearer")) {
            return bearerToken.substring(7);
        }
        return null;
    }
}

SecurityConfig

package com.my.security;

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.configuration.EnableWebSecurity;
import org.springframework.security.config.http.SessionCreationPolicy;
import org.springframework.security.crypto.factory.PasswordEncoderFactories;
import org.springframework.security.crypto.password.PasswordEncoder;
import org.springframework.security.web.SecurityFilterChain;
import org.springframework.security.web.authentication.UsernamePasswordAuthenticationFilter;

import com.my.jwt.filter.JwtAuthenticationFilter;
import com.my.jwt.provider.JwtTokenProvider;

import lombok.RequiredArgsConstructor;

/**
 * SecurityConfig는 Spring Security 설정을 위한 클래스.
 * @author rimsong
 *
 */

@Configuration
@EnableWebSecurity
@RequiredArgsConstructor
public class SecurityConfig {
	private final JwtTokenProvider jwtTokenProvider;
	 
	/**
	 * httpBasic().disable().csrf().disable(): rest api이므로 basic auth 및 csrf 보안을 사용하지 않는다는 설정
	 *  sessionManagement().sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS): JWT를 사용하기 때문에 세션을 사용하지 않는다는 설정
	 *  antMatchers().permitAll(): 해당 API에 대해서는 모든 요청을 허가한다는 설정
	 *  antMatchers().hasRole("USER"): USER 권한이 있어야 요청할 수 있다는 설정
	 *  anyRequest().authenticated(): 이 밖에 모든 요청에 대해서 인증을 필요로 한다는 설정
	 *  addFilterBefore(new JwtAUthenticationFilter(jwtTokenProvider), UsernamePasswordAuthenticationFilter.class): JWT 인증을 위하여 직접 구현한 필터를 UsernamePasswordAuthenticationFilter 전에 실행하겠다는 설정
	 *  passwordEncoder: JWT를 사용하기 위해서는 기본적으로 password encoder가 필요한데, 여기서는 Bycrypt encoder를 사용
	 */
    @Bean
    public SecurityFilterChain filterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
        http
                .httpBasic().disable() 
                .csrf().disable()
                .sessionManagement().sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS)
                .and()
                .authorizeRequests()
                .antMatchers("/members/login").permitAll()
                .antMatchers("/members/test").hasRole("USER")
                .anyRequest().authenticated()
                .and()
                .addFilterBefore(new JwtAuthenticationFilter(jwtTokenProvider), UsernamePasswordAuthenticationFilter.class);
        return http.build();
    }
 
    @Bean
    public PasswordEncoder passwordEncoder() {
        return PasswordEncoderFactories.createDelegatingPasswordEncoder();
    }
}

Member

package com.my.customer.entity;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

import javax.persistence.Column;
import javax.persistence.ElementCollection;
import javax.persistence.Entity;
import javax.persistence.FetchType;
import javax.persistence.Id;
import javax.persistence.Table;

import org.springframework.security.core.GrantedAuthority;
import org.springframework.security.core.authority.SimpleGrantedAuthority;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetails;

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Builder;
import lombok.Getter;
import lombok.NoArgsConstructor;

@Getter
@Builder
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
@Entity
@Table(name= "member")
public class Member implements UserDetails {
 
    @Id
    @Column(name = "member_id", updatable = false, unique = true, nullable = false)
    private String memberId;
 
    @Column(nullable = false)
    private String password;
 
    @ElementCollection(fetch = FetchType.EAGER)
    @Builder.Default
    private List<String> roles = new ArrayList<>();
 
    @Override
    public Collection<? extends GrantedAuthority> getAuthorities() {
        return this.roles.stream()
                .map(SimpleGrantedAuthority::new)
                .collect(Collectors.toList());
    }
 
    @Override
    public String getUsername() {
        return memberId;
    }
 
    @Override
    public String getPassword() {
        return password;
    }
 
    @Override
    public boolean isAccountNonExpired() {
        return true;
    }
 
    @Override
    public boolean isAccountNonLocked() {
        return true;
    }
 
    @Override
    public boolean isCredentialsNonExpired() {
        return true;
    }
 
    @Override
    public boolean isEnabled() {
        return true;
    }
}

MemberRepository


package com.my.customer.repository;

import java.util.Optional;

import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;

import com.my.customer.entity.Member;

public interface MemberRepository extends JpaRepository<Member, Long> {
	Optional<Member> findByMemberId(String username);
}

MemberService

package com.my.customer.service;

import org.springframework.security.authentication.UsernamePasswordAuthenticationToken;
import org.springframework.security.config.annotation.authentication.builders.AuthenticationManagerBuilder;
import org.springframework.security.core.Authentication;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;

import com.my.customer.repository.MemberRepository;
import com.my.jwt.dto.TokenDto;
import com.my.jwt.provider.JwtTokenProvider;

import lombok.RequiredArgsConstructor;

@Service
@Transactional(readOnly = true)
@RequiredArgsConstructor
public class MemberService {
	private final MemberRepository memberRepository;
    private final AuthenticationManagerBuilder authenticationManagerBuilder;
    private final JwtTokenProvider jwtTokenProvider;
    
    /**
     * 1. 로그인 요청으로 들어온 ID, PWD 기반으로 Authentication 객체 생성
     * 2. authenticate() 메서드를 통해 요청된 Member에 대한 검증이 진행 => loadUserByUsername 메서드를 실행. 해당 메서드는 검증을 위한 유저 객체를 가져오는 부분으로써, 어떤 객체를 검증할 것인지에 대해 직접 구현
     * 3. 검증이 정상적으로 통과되었다면 인증된 Authentication객체를 기반으로 JWT 토큰을 생성
     */
    @Transactional
    public TokenDto login(String memberId, String password) {
        // 1. Login ID/PW 를 기반으로 Authentication 객체 생성
        // 이때 authentication 는 인증 여부를 확인하는 authenticated 값이 false
        UsernamePasswordAuthenticationToken authenticationToken = new UsernamePasswordAuthenticationToken(memberId, password);
 
        // 2. 실제 검증 (사용자 비밀번호 체크)이 이루어지는 부분
        // authenticate 매서드가 실행될 때 CustomUserDetailsService 에서 만든 loadUserByUsername 메서드가 실행
        Authentication authentication = authenticationManagerBuilder.getObject().authenticate(authenticationToken);
 
        // 3. 인증 정보를 기반으로 JWT 토큰 생성
        TokenDto tokenDto = jwtTokenProvider.generateToken(authentication);
 
        return tokenDto;
    }
}

CustomUserDetailsService

package com.my.security.user;

import org.springframework.security.core.userdetails.User;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetails;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetailsService;
import org.springframework.security.core.userdetails.UsernameNotFoundException;
import org.springframework.security.crypto.password.PasswordEncoder;
import org.springframework.stereotype.Service;

import com.my.customer.entity.Member;
import com.my.customer.repository.MemberRepository;

import lombok.RequiredArgsConstructor;

@Service
@RequiredArgsConstructor
public class CustomUserDetailsService implements UserDetailsService {
	private final MemberRepository memberRepository;
    private final PasswordEncoder passwordEncoder;
 
    @Override
    public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {
        return memberRepository.findByMemberId(username)
                .map(this::createUserDetails)
                .orElseThrow(() -> new UsernameNotFoundException("해당하는 유저를 찾을 수 없습니다."));
    }
 
    // 해당하는 User 의 데이터가 존재한다면 UserDetails 객체로 만들어서 리턴
    /**
     * 여기서 PasswordEncoder를 통해 UserDetails 객체를 생성할 때 encoding을 해줌 => 왜냐하면 Spring Security는 사용자 검증을 위해 encoding된 password와 그렇지 않은 password를 비교하기 때문
     * 실제로는 DB 자체에 encoding된 password 값을 갖고 있고 그냥 memer.getPassword()로 encoding된 password를 꺼내는 것이 좋지만, 예제에서는 편의를 위해 검증 객체를 생성할 때 encoding을 해줌.
     */
    private UserDetails createUserDetails(Member member) {
        return User.builder()
                .username(member.getUsername())
                .password(passwordEncoder.encode(member.getPassword()))
                .roles(member.getRoles().toArray(new String[0]))
                .build();
    }
}

MemberController

package com.my.customer.control;

import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestBody;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import com.my.customer.dto.MemberLoginRequestDto;
import com.my.customer.service.MemberService;
import com.my.jwt.dto.TokenDto;

import lombok.RequiredArgsConstructor;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

@Slf4j
@RestController
@RequiredArgsConstructor
@RequestMapping("/members")
public class MemberController {
	private final MemberService memberService;
	 
    @PostMapping("/login")
    public TokenDto login(@RequestBody MemberLoginRequestDto memberLoginRequestDto) {
        String memberId = memberLoginRequestDto.getMemberId();
        String password = memberLoginRequestDto.getPassword();
        TokenDto tokenDto = memberService.login(memberId, password);
        return tokenDto;
    }
    
    @PostMapping("/test")
    public String test() {
    	return "sucess";
    }
}

여기서 나는 테스트를 위해 member 테이블과 member_roles 테이블을 만들어서
미리 행을 하나씩 Insert 해놓고 사용했다.
commmit; 을 실행한 후 테스트 하는걸 잊지말자.

SQL 쿼리

create table member(
member_id varchar2(20) primary key,
password varchar2(20) not null
);

create table member_roles(
member_member_id varchar2(20) primary key,
roles varchar2(20) not null
);

ALTER table member_roles ADD CONSTRAINT fk_meber_role foreign key(member_member_id) references member (member_id);

insert into member values ('member_A', '1234');
insert into member_roles values ('member_A', 'USER');

commit;

MemberLoginRequestDto

package com.my.customer.dto;

import lombok.Data;

@Data
public class MemberLoginRequestDto {
    private String memberId;
    private String password;
}

MemberController

package com.my.customer.control;

import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestBody;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import com.my.customer.dto.MemberLoginRequestDto;
import com.my.customer.service.MemberService;
import com.my.jwt.dto.TokenDto;

import lombok.RequiredArgsConstructor;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

@Slf4j
@RestController
@RequiredArgsConstructor
@RequestMapping("/members")
public class MemberController {
	private final MemberService memberService;
	 
    @PostMapping("/login")
    public TokenDto login(@RequestBody MemberLoginRequestDto memberLoginRequestDto) {
        String memberId = memberLoginRequestDto.getMemberId();
        String password = memberLoginRequestDto.getPassword();
        TokenDto tokenDto = memberService.login(memberId, password);
        return tokenDto;
    }
}

POSTMAN 로그인 테스트

MemberController

@PostMapping("/test")
public String test() {
    return "sucess";
}

POSTMAN Test 메서드

  • Access Token 을 정확하게 입력하면 success
  • 한글자라도 다르거나 지우고 올려보면 실패하는 걸 알 수 있다

SecurityUtil

package com.my.security.util;

import org.springframework.security.core.Authentication;
import org.springframework.security.core.context.SecurityContextHolder;

/**
 * SecurityUtil은 API 호출 시, Member의 정보가 헤더에 담겨져 올텐데, 어떤 Member가 API를 요청했는지 조회하는 코드가 담겨있음
 * SecurityUtil.getCurrentMemberId() 코드를 사용하면 편리하게 현재 memberId를 조회할 수 있습니다.
 * @author rimsong
 */
public class SecurityUtil {
	public static String getCurrentMemberId() {
        final Authentication authentication = SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication();
        if (authentication == null || authentication.getName() == null) {
            throw new RuntimeException("No authentication information.");
        }
        return authentication.getName();
    }
}
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