Spring Boot 3中JWT密钥安全存储方案

BillKu2025-08-16 2:33

在Spring Boot 3中，存储和赋值JWT加密密钥的安全实践如下。核心原则是避免硬编码密钥，优先使用外部化配置和安全存储方案：

推荐方案：外部化配置 + 环境变量

1. 配置 application.yml/application.properties

yaml

复制代码 
# application.yml
jwt:
  secret-key: "${JWT_SECRET_KEY}"  # 从环境变量注入
2. 通过环境变量注入密钥

  • 本地开发 ：在IDE运行配置或.env文件中设置

    bash

    复制代码 
    # .env 文件（确保.gitignore）
export JWT_SECRET_KEY=myStrongSecretKeyWith32Chars

  • 生产环境：通过容器/服务器环境变量注入

    bash

    复制代码 
    # Docker示例
docker run -e JWT_SECRET_KEY=your_secure_key your-app

  • 云服务：使用云平台密钥管理（如AWS Secrets Manager/Azure Key Vault）

3. Java代码中获取密钥

java

复制代码 
@Component
public class JwtUtil {

    private final String secretKey;

    // 构造器注入
    public JwtUtil(@Value("${jwt.secret-key}") String secretKey) {
        this.secretKey = secretKey;
    }

    public String generateToken(UserDetails userDetails) {
        return Jwts.builder()
                .subject(userDetails.getUsername())
                .issuedAt(new Date())
                .expiration(new Date(System.currentTimeMillis() + 86400000)) // 24h
                .signWith(getSigningKey()) // 使用安全密钥
                .compact();
    }

    private Key getSigningKey() {
        byte[] keyBytes = Decoders.BASE64.decode(secretKey); // 密钥需Base64编码
        return Keys.hmacShaKeyFor(keyBytes);
    }
}

进阶安全方案

方案1：密钥管理服务（生产推荐）

java

复制代码 
@Bean
public Key jwtKey(SecretManagerService secretService) {
    String base64Key = secretService.getSecret("jwt-secret"); // 从Vault/AWS SM获取
    return Keys.hmacShaKeyFor(Decoders.BASE64.decode(base64Key));
}
方案2：自动生成密钥（仅限开发）

java

复制代码 
@Bean
public Key jwtKey() {
    return Keys.secretKeyFor(SignatureAlgorithm.HS256); // 每次启动变化，不适合生产
}

安全最佳实践

  1. 密钥强度：HS256算法至少32字符，推荐64字符随机字符串

    bash

    复制代码 
    # 生成强密钥（Linux/Mac）
openssl rand -base64 32

  2. 密钥轮换：通过密钥管理服务实现定期轮换

  3. 访问控制：

    • 禁止日志打印密钥

    • 应用配置最小权限原则

  4. 配置文件安全：

    properties

    复制代码 
    # 禁止提交敏感数据到仓库
/src/main/resources/application*.yml -> .gitignore

不同环境配置示例

环境 存储位置 注入方式
本地开发 .env 文件 Spring Boot @Value
测试环境 CI/CD 管道变量 部署脚本注入
生产环境 AWS Secrets Manager/Hashicorp Vault SDK动态获取

关键提示：永远不要将真实密钥提交到代码仓库！Spring Boot的配置外部化机制（优先级从高到低）：

  1. 命令行参数 --jwt.secret-key=xxx

  2. 环境变量 JWT_SECRET_KEY

  3. 配置文件 application-{profile}.yml

通过遵循这些实践，可确保JWT密钥在Spring Boot 3应用中得到安全管理和使用。

一、非静态实现

java 复制代码 
package com.weiyu.utils;

import com.auth0.jwt.JWT;
import com.auth0.jwt.algorithms.Algorithm;
import com.auth0.jwt.exceptions.JWTVerificationException;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.Date;
import java.util.Map;

/**
 * JWT工具类 (非静态实现)
 */
@Component
public class JwtUtil {

    private final String secretKey;

    // 通过构造器注入密钥
    public JwtUtil(@Value("${jwt.secret-key}") String secretKey) {
        this.secretKey = secretKey;
    }

    /**
     * 生成 token 令牌
     * @param claims 业务数据
     * @return token 令牌
     */
    public String genToken(Map<String, Object> claims) {
        // 10小时有效期
        long expirationMs = 1000 * 60 * 60 * 10;
        return JWT.create()
                .withClaim("claims", claims)
                .withIssuedAt(new Date())
                .withExpiresAt(new Date(System.currentTimeMillis() + expirationMs))
                .sign(Algorithm.HMAC256(secretKey));
    }

    /**
     * 验证并解析 token 令牌
     * @param token token 令牌
     * @return token 中的业务数据
     * @throws JWTVerificationException 当token验证失败时抛出
     */
    public Map<String, Object> parseToken(String token) throws JWTVerificationException {
        return JWT.require(Algorithm.HMAC256(secretKey))
                .build()
                .verify(token)
                .getClaim("claims")
                .asMap();
    }
}

使用示例：

生成 token

java 复制代码 
@RestController
@RequestMapping("/account")
@Slf4j
public class AccountController {

    @Autowired
    private JwtUtil jwtUtil;

    @PostMapping("/login")
    public Result<?> login(String account, String password) {
        // 前端传过来的就是password的MD5密文
        if (password.equalsIgnoreCase(finalPassword)) {
            // 登录成功
            // 构建令牌数据，包含id，用户名（账号）
            Map<String, Object> claims = new HashMap<>();
            claims.put("userId", loginAccount.getAccount());
            claims.put("userName", loginAccount.getAccount());
            // 生成token令牌
            String token = jwtUtil.genToken(claims);

            return Result.success(token);
        }
    }

验证 token

java 复制代码 
package com.weiyu.interceptors;

import com.weiyu.utils.JwtUtil;
import com.weiyu.utils.ThreadLocalUtil;
import jakarta.servlet.http.HttpServletRequest;
import jakarta.servlet.http.HttpServletResponse;
import lombok.NonNull;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.servlet.HandlerInterceptor;

import java.util.Map;

/**
 * 登录拦截器
 * 用于拦截请求，验证JWT令牌
 */
@Component
@Slf4j
public class LoginInterceptor implements HandlerInterceptor {

    @Autowired
    private JwtUtil jwtUtil;

    /**
     * 预处理请求
     * 在请求到达 Controller 方法之前执行，当请求进入 Spring MVC 的 DispatcherServlet 后，首先会经过拦截器的 preHandle 方法
     * @param request 请求对象
     * @param response 响应对象
     * @param handler 处理器对象
     * @return 是否放行请求，返回 true 表示继续处理请求（放行），false 表示中断请求（不放行，需自行处理响应）
     * @throws Exception 异常
     */
    @Override
    public boolean preHandle(
            @NonNull HttpServletRequest request,
            @NonNull HttpServletResponse response,
            @NonNull Object handler
    ) throws Exception {
        // 从请求头中获取 token 令牌
        String token = request.getHeader("Authorization");
        // 验证 token 令牌
        try {
            // 解析 token 令牌
            Map<String, Object> claims = jwtUtil.parseToken(token);
            // 将解析出来的 token 令牌数据存储到 ThreadLocal
            ThreadLocalUtil.set(claims);

            // 放行
            return true;
        } catch (Exception e) {
            // http 响应状态码为 401
            response.setStatus(401);
            // 不放行
            return false;
        }
    }

    /**
     * 后处理请求
     * 在请求处理完成之后执行，包括 Controller 方法执行完毕、视图渲染完成（如返回 JSON 或 HTML）之后才会触发
     * @param request 请求对象
     * @param response 响应对象
     * @param handler 处理器对象
     * @param exception 异常
     * @throws Exception 异常
     */
    @Override
    public void afterCompletion(
            @NonNull HttpServletRequest request,
            @NonNull HttpServletResponse response,
            @NonNull Object handler,
            Exception exception
    ) throws Exception {
        // 清空 ThreadLocal 的数据
        ThreadLocalUtil.remove();
    }
}

二、静态实现（不推荐）

以下是使用静态方法实现JWT工具类的安全方案，通过静态初始化块和@PostConstruct确保密钥安全注入：

java

复制代码 
package com.weiyu.utils;

import com.auth0.jwt.JWT;
import com.auth0.jwt.algorithms.Algorithm;
import com.auth0.jwt.exceptions.JWTVerificationException;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.stereotype.Component;

import javax.annotation.PostConstruct;
import java.util.Date;
import java.util.Map;

/**
 * 静态方法实现的JWT工具类
 * 注意：静态实现需谨慎处理密钥注入
 */
@Component
public class JwtUtil {

    private static String SECRET_KEY; // 静态密钥变量
    private static final long EXPIRATION_MS = 1000 * 60 * 60 * 10; // 10小时有效期

    // 通过setter注入密钥
    @Value("${jwt.secret-key}")
    public void setSecretKey(String secretKey) {
        // 禁止多次设置密钥
        if (SECRET_KEY == null) {
            SECRET_KEY = secretKey;
        }
    }

    // 初始化检查
    @PostConstruct
    private void init() {
        if (SECRET_KEY == null || SECRET_KEY.isBlank()) {
            throw new IllegalStateException("JWT密钥未正确配置");
        }
    }

    /**
     * 生成 token 令牌
     * @param claims 业务数据
     * @return token 令牌
     */
    public static String genToken(Map<String, Object> claims) {
        checkKeyInitialized();
        return JWT.create()
                .withClaim("claims", claims)
                .withIssuedAt(new Date())
                .withExpiresAt(new Date(System.currentTimeMillis() + EXPIRATION_MS))
                .sign(Algorithm.HMAC256(SECRET_KEY));
    }

    /**
     * 验证并解析 token 令牌
     * @param token token 令牌
     * @return token 中的业务数据
     * @throws JWTVerificationException 当token验证失败时抛出
     */
    public static Map<String, Object> parseToken(String token) throws JWTVerificationException {
        checkKeyInitialized();
        return JWT.require(Algorithm.HMAC256(SECRET_KEY))
                .build()
                .verify(token)
                .getClaim("claims")
                .asMap();
    }

    // 密钥初始化检查
    private static void checkKeyInitialized() {
        if (SECRET_KEY == null) {
            throw new IllegalStateException("JWT工具类未初始化完成，请确保已注入密钥");
        }
    }
}

关键实现说明：

  1. 安全注入机制：

    java

    复制代码 
    @Value("${jwt.secret-key}")
public void setSecretKey(String secretKey) {
    if (SECRET_KEY == null) { // 确保密钥只设置一次
        SECRET_KEY = secretKey;
    }
}

  2. 初始化验证：

    java

    复制代码 
    @PostConstruct
private void init() {
    if (SECRET_KEY == null || SECRET_KEY.isBlank()) {
        throw new IllegalStateException("JWT密钥未正确配置");
    }
}

  3. 使用前检查：

    java

    复制代码 
    private static void checkKeyInitialized() {
    if (SECRET_KEY == null) {
        throw new IllegalStateException("JWT工具类未初始化完成");
    }
}

使用示例：

java

复制代码 
// 在Spring管理的Bean中使用
@Service
public class AuthService {

    public String generateUserToken(User user) {
        Map<String, Object> claims = Map.of(
            "userId", user.getId(),
            "role", user.getRole()
        );
        return JwtUtil.genToken(claims); // 静态调用
    }

    public User validateToken(String token) {
        try {
            Map<String, Object> claims = JwtUtil.parseToken(token);
            return User.fromClaims(claims);
        } catch (JWTVerificationException e) {
            throw new UnauthorizedException("无效令牌");
        }
    }
}

配置要求 (application.yml)：

yaml

复制代码 
jwt:
  secret-key: "${JWT_SECRET}"  # 从环境变量获取

安全注意事项：

  1. 密钥管理：

    • 生产环境必须通过环境变量注入密钥

    • 本地开发使用.env文件（加入.gitignore）

  2. 密钥生成：

    bash

    复制代码 
    # 生成强密钥（32字节）
openssl rand -base64 32

  3. 静态类限制：

    • 无法直接使用Spring的依赖注入优势

    • 不能动态刷新密钥（需要重启应用）

    • 测试时需要额外初始化

  4. 替代方案建议：

    java

    复制代码 
    // 更推荐的实例方法模式（非静态）
@Service
public class AuthService {
    private final JwtUtil jwtUtil; // 注入实例
    
    public String generateToken() {
        return jwtUtil.genToken(claims);
    }
}

静态实现的优缺点：

优点：

  • 无需注入即可调用

  • 工具类方法调用简洁

  • 适合简单工具类场景

缺点：

  • 密钥在类加载后保持不变

  • 无法利用Spring的配置刷新机制

  • 多环境管理更复杂

  • 测试时需手动模拟初始化

建议：在需要严格安全控制的场景（如生产环境），推荐使用非静态实现。静态实现更适合内部工具或低安全要求的场景。

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