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Schütze deine Spring Boot API mit rollenbasierter Zugangskontrolle (RBAC) und JWT-Validierung

Diese Anleitung hilft dir, Autorisierung zu implementieren, um deine Spring Boot APIs mit Rollenbasierter Zugangskontrolle (RBAC) und JSON Web Tokens (JWTs), die von Logto ausgestellt werden, abzusichern.

Bevor du beginnst​

Deine Client-Anwendungen müssen Zugangstokens (Access tokens) von Logto erhalten. Falls du die Client-Integration noch nicht eingerichtet hast, schaue dir unsere Schnellstarts für React, Vue, Angular oder andere Client-Frameworks an oder sieh dir unseren Maschine-zu-Maschine-Leitfaden für Server-zu-Server-Zugriff an.

Dieser Leitfaden konzentriert sich auf die serverseitige Validierung dieser Tokens in deiner Spring Boot-Anwendung.

Eine Abbildung, die den Fokus dieses Leitfadens zeigt

Was du lernen wirst​

  • JWT-Validierung: Lerne, Zugangstokens (Access tokens) zu validieren und Authentifizierungsinformationen zu extrahieren
  • Middleware-Implementierung: Erstelle wiederverwendbare Middleware zum Schutz deiner API
  • Berechtigungsmodelle: Verstehe und implementiere verschiedene Autorisierungsmuster (Authorization patterns):
    • Globale API-Ressourcen für anwendungsweite Endpunkte
    • Organisationsberechtigungen für mandantenspezifische Funktionskontrolle
    • Organisationsbezogene API-Ressourcen für Multi-Tenant-Datenzugriff
  • RBAC-Integration: Erzwinge rollenbasierte Berechtigungen (Role-based permissions) und Berechtigungen (Scopes) in deinen API-Endpunkten

Voraussetzungen​

  • Neueste stabile Version von Java installiert
  • Grundlegendes Verständnis von Spring Boot und Web-API-Entwicklung
  • Eine konfigurierte Logto-Anwendung (siehe Schnellstarts, falls benötigt)

Überblick über Berechtigungsmodelle​

Bevor du Schutzmechanismen implementierst, wähle das Berechtigungsmodell, das zu deiner Anwendungsarchitektur passt. Dies steht im Einklang mit den drei Haupt-Autorisierungsszenarien von Logto:

Globale API-Ressourcen RBAC
  • Anwendungsfall: Schutz von API-Ressourcen, die in deiner gesamten Anwendung geteilt werden (nicht organisationsspezifisch)
  • Token-Typ: Zugangstoken (Access token) mit globaler Zielgruppe (Audience)
  • Beispiele: Öffentliche APIs, Kernproduktdienste, Admin-Endpunkte
  • Am besten geeignet für: SaaS-Produkte mit APIs, die von allen Kunden genutzt werden, Microservices ohne Mandantenisolation
  • Mehr erfahren: Globale API-Ressourcen schützen

💡 Wähle dein Modell, bevor du fortfährst – die Umsetzung in diesem Leitfaden bezieht sich durchgehend auf deinen gewählten Ansatz.

Schnelle Vorbereitungsschritte​

Logto-Ressourcen & Berechtigungen konfigurieren​

  1. API-Ressource erstellen: Gehe zu Konsole → API-Ressourcen und registriere deine API (z. B. https://api.yourapp.com)
  2. Berechtigungen definieren: Füge Berechtigungen wie read:products, write:orders hinzu – siehe API-Ressourcen mit Berechtigungen definieren
  3. Globale Rollen erstellen: Gehe zu Konsole → Rollen und erstelle Rollen, die deine API-Berechtigungen enthalten – siehe Globale Rollen konfigurieren
  4. Rollen zuweisen: Weisen Sie Benutzern oder M2M-Anwendungen, die API-Zugriff benötigen, Rollen zu
Neu bei RBAC?:

Beginne mit unserem Leitfaden zur rollenbasierten Zugangskontrolle (RBAC) für eine Schritt-für-Schritt-Anleitung.

Aktualisiere deine Client-Anwendung​

Fordere die passenden Berechtigungen in deinem Client an:

Der Prozess beinhaltet in der Regel die Aktualisierung deiner Client-Konfiguration, um eines oder mehrere der folgenden Elemente einzuschließen:

  • scope-Parameter in OAuth-Flows
  • resource-Parameter für den Zugriff auf API-Ressourcen
  • organization_id für den Organisationskontext
Bevor du mit dem Code beginnst:

Stelle sicher, dass der Benutzer oder die M2M-App, die du testest, die entsprechenden Rollen oder Organisationsrollen zugewiesen bekommen hat, die die notwendigen Berechtigungen für deine API enthalten.

Initialisiere dein API-Projekt​

Um ein neues Spring Boot-Projekt zu initialisieren, kannst du entweder den Spring Initializr verwenden oder folgende Schritte ausführen:

Besuche Spring Initializr und wähle:

  • Projekt: Maven
  • Sprache: Java
  • Spring Boot: neueste stabile Version
  • Abhängigkeiten: Spring Web, Spring Security

Oder manuell erstellen:

pom.xml
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>3.2.0</version>
        <relativePath/>
    </parent>

    <groupId>com.example</groupId>
    <artifactId>your-api-name</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <name>your-api-name</name>

    <properties>
        <java.version>17</java.version>
    </properties>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

Erstelle eine grundlegende Spring Boot-Anwendung:

src/main/java/com/example/Application.java
package com.example;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Application.class, args);
    }
}
hinweis:

Weitere Informationen zur Einrichtung von Controllern, Services und anderen Funktionen findest du in der Spring Boot-Dokumentation.

Initialisiere Konstanten und Hilfsfunktionen​

Definiere die notwendigen Konstanten und Hilfsfunktionen in deinem Code, um die Extraktion und Validierung von Tokens zu handhaben. Eine gültige Anfrage muss einen Authorization-Header in der Form Bearer <Zugangstoken (Access token)> enthalten.

AuthorizationException.java
public class AuthorizationException extends RuntimeException {
    private final int statusCode;

    public AuthorizationException(String message) {
        this(message, 403); // Standardmäßig 403 Verboten (Forbidden)
    }

    public AuthorizationException(String message, int statusCode) {
        super(message);
        this.statusCode = statusCode;
    }

    public int getStatusCode() {
        return statusCode;
    }
}

Informationen über deinen Logto-Mandanten abrufen​

Du benötigst die folgenden Werte, um von Logto ausgestellte Tokens zu validieren:

  • JSON Web Key Set (JWKS) URI: Die URL zu den öffentlichen Schlüsseln von Logto, die zur Überprüfung von JWT-Signaturen verwendet wird.
  • Aussteller (Issuer): Der erwartete Ausstellerwert (die OIDC-URL von Logto).

Zuerst finde den Endpunkt deines Logto-Tenants. Du findest ihn an verschiedenen Stellen:

  • In der Logto-Konsole unter Einstellungen → Domains.
  • In den Anwendungseinstellungen, die du in Logto konfiguriert hast, unter Einstellungen → Endpoints & Credentials.

Abrufen vom OpenID Connect Discovery-Endpunkt​

Diese Werte können vom OpenID Connect Discovery-Endpunkt von Logto abgerufen werden:

https://<your-logto-endpoint>/oidc/.well-known/openid-configuration

Hier ist ein Beispiel für eine Antwort (andere Felder wurden zur Übersichtlichkeit weggelassen):

{
  "jwks_uri": "https://your-tenant.logto.app/oidc/jwks",
  "issuer": "https://your-tenant.logto.app/oidc"
}

Da Logto keine Anpassung der JWKS-URI oder des Ausstellers (Issuer) erlaubt, kannst du diese Werte fest in deinem Code hinterlegen. Dies wird jedoch für Produktionsanwendungen nicht empfohlen, da dies den Wartungsaufwand erhöhen kann, falls sich zukünftig Konfigurationen ändern.

  • JWKS URI: https://<your-logto-endpoint>/oidc/jwks
  • Aussteller (Issuer): https://<your-logto-endpoint>/oidc

Token und Berechtigungen validieren​

Nach dem Extrahieren des Tokens und dem Abrufen der OIDC-Konfiguration überprüfe Folgendes:

  • Signatur: JWT muss gültig und von Logto (über JWKS) signiert sein.
  • Aussteller (Issuer): Muss mit dem Aussteller deines Logto-Tenants übereinstimmen.
  • Zielgruppe (Audience): Muss mit dem in Logto registrierten Ressourcenindikator der API oder dem Organisationskontext (falls zutreffend) übereinstimmen.
  • Ablauf (Expiration): Token darf nicht abgelaufen sein.
  • Berechtigungen (Scopes): Token muss die erforderlichen Berechtigungen für deine API / Aktion enthalten. Berechtigungen sind durch Leerzeichen getrennte Zeichenfolgen im scope-Anspruch.
  • Organisationskontext: Wenn du API-Ressourcen auf Organisationsebene schützt, überprüfe den organization_id-Anspruch.

Siehe JSON Web Token, um mehr über die Struktur und Ansprüche von JWT zu erfahren.

Was bei jedem Berechtigungsmodell zu prüfen ist​

  • Audience-Anspruch (aud): API-Ressourcenindikator
  • Organisations-Anspruch (organization_id): Nicht vorhanden
  • Zu prüfende Berechtigungen (scope): API-Ressourcen-Berechtigungen

Für nicht-API-Organisationsberechtigungen wird der Organisationskontext durch den aud-Anspruch dargestellt (z. B. urn:logto:organization:abc123). Der organization_id-Anspruch ist nur für Tokens von API-Ressourcen auf Organisationsebene vorhanden.
tipp:

Validiere immer sowohl Berechtigungen (Scopes) als auch Kontext (Audience, Organisation) für sichere Multi-Tenant-APIs.

Validierungslogik hinzufügen​

Wir verwenden je nach Framework unterschiedliche JWT-Bibliotheken. Installiere die erforderlichen Abhängigkeiten:

Füge dies zu deiner pom.xml hinzu:

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.security</groupId>
    <artifactId>spring-security-oauth2-resource-server</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.security</groupId>
    <artifactId>spring-security-oauth2-jose</artifactId>
</dependency>
JwtSecurityConfig.java
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.oauth2.jwt.JwtDecoder;
import org.springframework.security.oauth2.jwt.NimbusJwtDecoder;
import org.springframework.security.web.SecurityFilterChain;

@Configuration
@EnableWebSecurity
public class JwtSecurityConfig {

    @Bean
    public SecurityFilterChain filterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
        http
            .authorizeHttpRequests(authz -> authz
                .requestMatchers("/api/protected/**").authenticated()
                .anyRequest().permitAll()
            )
            .oauth2ResourceServer(oauth2 -> oauth2
                .jwt(jwt -> jwt.decoder(jwtDecoder()))
            );
        return http.build();
    }

    @Bean
    public JwtDecoder jwtDecoder() {
        // Denke daran, diese Umgebungsvariablen in deiner Bereitstellung zu setzen
        String jwksUri = System.getenv("JWKS_URI");
        String issuer = System.getenv("JWT_ISSUER");

        return NimbusJwtDecoder.withJwkSetUri(jwksUri)
            .issuer(issuer)
            .build();
    }
}
JwtValidator.java
import org.springframework.security.oauth2.jwt.Jwt;
import org.springframework.stereotype.Component;
import java.util.List;

@Component
public class JwtValidator {

    public void verifyPayload(Jwt jwt) {
        // Die Aussteller-Validierung (Issuer validation) wird automatisch vom Spring Security JWT Decoder übernommen
        // Implementiere hier deine zusätzliche Verifizierungslogik basierend auf dem Berechtigungsmodell
        // Verwende die untenstehenden Hilfsmethoden zur Anspruchsextraktion (Claim extraction)

        // Beispiel: throw new AuthorizationException("Unzureichende Berechtigungen");
        // Der Statuscode wird durch das Exception-Handling von Spring Security behandelt
    }

    // Hilfsmethoden für Spring Boot JWT
    private List<String> extractAudiences(Jwt jwt) {
        return jwt.getAudience();
    }

    private String extractScopes(Jwt jwt) {
        return jwt.getClaimAsString("scope");
    }

    private String extractOrganizationId(Jwt jwt) {
        return jwt.getClaimAsString("organization_id");
    }
}

Implementiere entsprechend deinem Berechtigungsmodell die passende Prüf-Logik:

// Überprüfe, ob der Audience-Anspruch mit deinem API-Ressourcenindikator übereinstimmt
List<String> audiences = extractAudiences(token); // Framework-spezifische Extraktion
if (!audiences.contains("https://your-api-resource-indicator")) {
    throw new AuthorizationException("Ungültige Zielgruppe");
}

// Überprüfe die erforderlichen Berechtigungen für globale API-Ressourcen
List<String> requiredScopes = Arrays.asList("api:read", "api:write"); // Ersetze durch deine tatsächlichen erforderlichen Berechtigungen
String scopes = extractScopes(token); // Framework-spezifische Extraktion
List<String> tokenScopes = scopes != null ? Arrays.asList(scopes.split(" ")) : List.of();

if (!tokenScopes.containsAll(requiredScopes)) {
    throw new AuthorizationException("Unzureichende Berechtigung");
}

Die Hilfsmethoden zum Extrahieren von Ansprüchen sind framework-spezifisch. Siehe die Implementierungsdetails in den oben genannten framework-spezifischen Validierungsdateien.

Middleware auf deine API anwenden​

Wende nun die Middleware auf deine geschützten API-Routen an.

ProtectedController.java
import org.springframework.security.core.annotation.AuthenticationPrincipal;
import org.springframework.security.oauth2.jwt.Jwt;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Map;

@RestController
public class ProtectedController {

    @GetMapping("/api/protected")
    public Map<String, Object> protectedEndpoint(@AuthenticationPrincipal Jwt jwt) {
        // Zugangstoken-Informationen direkt aus dem JWT abrufen
        String scopes = jwt.getClaimAsString("scope");
        List<String> scopeList = scopes != null ? Arrays.asList(scopes.split(" ")) : List.of();

        return Map.of(
            "sub", jwt.getSubject(),
            "client_id", jwt.getClaimAsString("client_id"),
            "organization_id", jwt.getClaimAsString("organization_id"),
            "scopes", scopeList,
            "audience", jwt.getAudience()
        );
    }
}

Teste deine geschützte API​

Zugangstokens erhalten​

Von deiner Client-Anwendung: Wenn du eine Client-Integration eingerichtet hast, kann deine App Tokens automatisch erhalten. Extrahiere das Zugangstoken und verwende es in API-Anfragen.

Zum Testen mit curl / Postman:

  1. Benutzertokens: Verwende die Entwicklertools deiner Client-App, um das Zugangstoken aus dem localStorage oder dem Netzwerk-Tab zu kopieren.

  2. Maschine-zu-Maschine-Tokens: Verwende den Client-Credentials-Flow. Hier ein nicht-normatives Beispiel mit curl:

    curl -X POST https://your-tenant.logto.app/oidc/token \
      -H "Content-Type: application/x-www-form-urlencoded" \
      -d "grant_type=client_credentials" \
      -d "client_id=your-m2m-client-id" \
      -d "client_secret=your-m2m-client-secret" \
      -d "resource=https://your-api-resource-indicator" \
      -d "scope=api:read api:write"

    Möglicherweise musst du die Parameter resource und scope entsprechend deiner API-Ressource und Berechtigungen anpassen; ein organization_id-Parameter kann ebenfalls erforderlich sein, wenn deine API organisationsgebunden ist.

tipp:

Möchtest du den Inhalt des Tokens inspizieren? Verwende unseren JWT Decoder, um deine JWTs zu dekodieren und zu überprüfen.

Geschützte Endpunkte testen​

Gültige Token-Anfrage
curl -H "Authorization: Bearer eyJhbGciOiJSUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9..." \
  http://localhost:3000/api/protected

Erwartete Antwort:

{
  "auth": {
    "sub": "user123",
    "clientId": "app456",
    "organizationId": "org789",
    "scopes": ["api:read", "api:write"],
    "audience": ["https://your-api-resource-indicator"]
  }
}
Fehlendes Token
curl http://localhost:3000/api/protected

Erwartete Antwort (401):

{
  "error": "Authorization header is missing"
}
Ungültiges Token
curl -H "Authorization: Bearer invalid-token" \
  http://localhost:3000/api/protected

Erwartete Antwort (401):

{
  "error": "Invalid token"
}

Berechtigungsmodell-spezifisches Testen​

Testszenarien für APIs, die mit globalen Berechtigungen geschützt sind:

  • Gültige Berechtigungen: Teste mit Tokens, die deine erforderlichen API-Berechtigungen enthalten (z. B. api:read, api:write)
  • Fehlende Berechtigungen: Erwarte 403 Verboten, wenn das Token die erforderlichen Berechtigungen nicht enthält
  • Falsche Zielgruppe: Erwarte 403 Verboten, wenn die Zielgruppe nicht mit der API-Ressource übereinstimmt
# Token mit fehlenden Berechtigungen - erwarte 403
curl -H "Authorization: Bearer token-without-required-scopes" \
  http://localhost:3000/api/protected

Weiterführende Literatur​

RBAC in der Praxis: Sichere Autorisierung für deine Anwendung implementieren

Entwicklung einer Multi-Tenant-SaaS-Anwendung: Ein vollständiger Leitfaden von Design bis Implementierung