Spring Boot 基于 SCRAM 认证集成 Kafka 的详解-数字星空

一、说明

在现代微服务架构中，Kafka 作为消息中间件被广泛使用，而安全性则是其中的一个关键因素。在本篇文章中，我们将探讨如何在 Spring Boot 应用中集成 Kafka 并使用 SCRAM 认证机制进行安全连接；并实现动态创建账号、ACL 权限、Topic，以及生产者和消费者等操作。

需要准备一个配置了 SCRAM 认证的 Kafka 环境，可参考《基于 SASL/SCRAM 让 Kafka 实现动态授权认证》进行部署。

二、添加依赖

在 Spring Boot 项目的 pom.xml 中添加 spring-kafka 依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.kafka</groupId>
    <artifactId>spring-kafka</artifactId>
</dependency>

三、配置 Kafka

在 application.yml 中配置 Kafka 的相关属性，包括服务器地址、认证信息等。

spring:  
  kafka:  
    bootstrap-servers: localhost:9092  
    properties:  
      security.protocol: SASL_PLAINTEXT  
      sasl.mechanism: SCRAM-SHA-256 
      sasl.jaas.config: org.apache.kafka.common.security.scram.ScramLoginModule required username="your_username" password="your_password";
    consumer:
      group-id: test-consumer-group
      auto-offset-reset: earliest
      properties:
        sasl.jaas.config: org.apache.kafka.common.security.scram.ScramLoginModule required username="test" password="test";
    producer:
      key-serializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer
      value-serializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringSerializer

bootstrap-servers Kafka 的集群地址
security.protocol 通讯协议指定启用SASL
sasl.mechanism 指定 SASL 使用的具体身份验证机制
sasl.jaas.config 指定认证模块的处理类以及 用户名 和密码
auto-offset-reset 指定偏移量的逻辑，earliest 代表新加入的消费者都是从头开始消费

四、动态管理资源

4.1. 创建 KafkaAdminClient

KafkaAdminClient 用于管理 Kafka 资源（用户、ACL、主题等）。以下是示例代码：

@Configuration
public class KafkaConfig {
    @Bean
    public KafkaAdminClient kafkaAdminClient(KafkaAdmin kafkaAdmin) {
        return (KafkaAdminClient) KafkaAdminClient.create(kafkaAdmin.getConfigurationProperties());
    }
}

4.2. 动态创建用户和设置权限

使用 Kafka AdminClient API 实现动态创建用户和设置 ACL 权限：

/**
 * 创建用户
 */
public void createUser(String userName, String password) throws ExecutionException, InterruptedException {
    // 构造Scram认证机制信息
    ScramCredentialInfo info = new ScramCredentialInfo(ScramMechanism.SCRAM_SHA_256, 8192);
    //用户信息
    UserScramCredentialAlteration userScramCredentialAdd = new UserScramCredentialUpsertion(userName, info, password);
    AlterUserScramCredentialsResult result = kafkaAdminClient.alterUserScramCredentials(List.of(userScramCredentialAdd));
    result.all().get();
}

/**
 * 配置用户只读权限
 */
public void createAcl(String account, String topicName, String consumerGroup) {
    AclBinding aclBindingTopic = genAclBinding(account, ResourceType.TOPIC, topicName, AclOperation.READ);
    AclBinding aclBindingGroup = genAclBinding(account, ResourceType.GROUP, consumerGroup, AclOperation.READ);
    kafkaAdminClient.createAcls(List.of(aclBindingTopic, aclBindingGroup));
}

4.3. 动态创建主题

public void createTopic(String topicName, int partitions, short replicationFactor) throws ExecutionException, InterruptedException {
    NewTopic newTopic = new NewTopic(topicName, partitions, replicationFactor);
    CreateTopicsResult result = kafkaAdminClient.createTopics(List.of(newTopic));
    result.all().get();
}

五、生产者和消费者配置

5.1. 生产者配置

配置 Kafka 生产者，用于发送消息：

@Service
public class KafkaProducer {
    private final KafkaTemplate<String, String> kafkaTemplate;

    public KafkaProducer(KafkaTemplate<String, String> kafkaTemplate) {
        this.kafkaTemplate = kafkaTemplate;
    }

    public void sendMessage(String message) {
        kafkaTemplate.send("test", message);
    }
}

5.2. 消费者配置

使用 @KafkaListener 注解实现消费消息方法：

@Service
public class KafkaConsumer {
    @KafkaListener(topics = "test", groupId = "test-consumer-group")
    public void consume(String message) {
        System.out.println("Received message: " + message);
    }
}