Springboot集成SpringSecurity-技术圈

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作者 | cainame

来源 | urlify.cn/7Jn6jm

一、Spring security 是什么？

Spring Security是一个能够为基于Spring的企业应用系统提供声明式的安全访问控制解决方案的安全框架。

它提供了一组可以在Spring应用上下文中配置的Bean，充分利用了Spring IoC，DI（控制反转Inversion of Control ,DI:Dependency Injection 依赖注入）和AOP（面向切面编程）功能，为应用系统提供声明式的安全访问控制功能，减少了为企业系统安全控制编写大量重复代码的工作。

二、Spring security 怎么使用？

使用Spring Security很简单，只要在pom.xml文件中，引入spring security的依赖就可以了。


<dependency>
    <groupId>org.springframework.bootgroupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-securityartifactId>
dependency>

什么都不做，直接运行程序，这时你访问任何一个URL，都会弹出一个“需要授权”的验证框，如图：

spring security 会默认使用一个用户名为：user 的用户，密码就是启动的时候生成的（通过控制台console中查看)，如图

很显然这根本不是我们想要的，接下来我们需要一步一步的改造

改造1 使用页面表单登录

@Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        /**
         * loginPage("/login")表示登录时跳转的页面，因为登录页面我们不需要登录认证，所以我们需要添加 permitAll() 方法
         * permitAll()表示这个不需要验证 登录页面，登录失败页面
         * loginProcessingUrl处理登陆的url
         * failureUrl:失败的处理url
         */
        http.formLogin()
                .loginPage("/login")
                .loginProcessingUrl("/login/form")
                .failureUrl("/login-error")
                .permitAll().
                and().authorizeRequests().anyRequest().authenticated().
                and().csrf().disable();
    }

改造2、自定义用户名和密码

很显然，这样改造之后，虽然登录页面是好看了，但还远远不能满足我们的应用需求，所以第二步，我们改造自定义的用户名和密码。

自定义用户名和密码有2种方式，一种是在代码中写死，这也是官方的demo，另一种是使用数据库

/**
     * 自定义密码
     * @param auth
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void configure(AuthenticationManagerBuilder auth)throws Exception {
        auth.inMemoryAuthentication().passwordEncoder(new BCryptPasswordEncoder())
                .withUser("admin").password(new BCryptPasswordEncoder().encode("123456")).roles("USER");
    }

spring security的原理就是使用很多的拦截器对URL进行拦截，以此来管理登录验证和用户权限验证

用户登陆，会被AuthenticationProcessingFilter拦截，调用AuthenticationManager的实现，而且AuthenticationManager会调用ProviderManager来获取用户验证信息（不同的Provider调用的服务不同，因为这些信息可以是在数据库上，可以是在LDAP服务器上，可以是xml配置文件上等），如果验证通过后会将用户的权限信息封装一个User放到spring的全局缓存SecurityContextHolder中，以备后面访问资源时使用。

所以我们要自定义用户的校验机制的话，我们只要实现自己的AuthenticationProvider就可以了。

在用AuthenticationProvider 这个之前，我们需要提供一个获取用户信息的服务，实现 UserDetailsService 接口

用户名密码->Authentication(未认证) -> AuthenticationManager ->AuthenticationProvider->UserDetailService->UserDetails->Authentication(已认证）

public class UserInfo implements Serializable, UserDetails {
 
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    /**
     * 用户名
     */
    private String username;
    /**
     * 用户密码
     */
    private String password;
    /**
     * 用户角色
     */
    private String role;
    private boolean accountNonExpired;
    private boolean accountNonLocked;
    private boolean credentialsNonExpired;
    private boolean enabled;
 
    public UserInfo(String username, String password, String role, boolean accountNonExpired, boolean accountNonLocked,
                    boolean credentialsNonExpired, boolean enabled) {
        // TODO Auto-generated constructor stub
        this.username = username;
        this.password = password;
        this.role = role;
        this.accountNonExpired = accountNonExpired;
        this.accountNonLocked = accountNonLocked;
        this.credentialsNonExpired = credentialsNonExpired;
        this.enabled = enabled;
    }
 
    /**
     * 权限
     * @return
     */
    @Override
    public Collectionextends GrantedAuthority> getAuthorities() {
        return AuthorityUtils.commaSeparatedStringToAuthorityList(role);
    }
 
    @Override
    public String getPassword() {
        return password;
    }
 
    @Override
    public String getUsername() {
        return username;
    }
 
    @Override
    public boolean isAccountNonExpired() {
        return accountNonExpired;
    }
 
    @Override
    public boolean isAccountNonLocked() {
        return accountNonLocked;
    }
 
    @Override
    public boolean isCredentialsNonExpired() {
        return credentialsNonExpired;
    }
 
    @Override
    public boolean isEnabled() {
        return enabled;
    }
}

然后实现第2个类 UserService 来返回这个UserInfo的对象实例

package com.springsecurity.demo.service;
 
import com.springsecurity.demo.entity.UserInfo;
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.bcrypt.BCryptPasswordEncoder;
import org.springframework.stereotype.Component;
import sun.security.rsa.RSASignature;
 
/**
 * @author cainame
 */
 
@Component
public class MyUserDetailsService implements UserDetailsService {
 
    /**
     * 这里可以可以通过username（登录时输入的用户名）然后到数据库中找到对应的用户信息，并构建成我们自己的UserInfo来返回
     * @param username
     * @return
     * @throws UsernameNotFoundException
     */
    @Override
    public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {
        if(username.equals("admin"))
        {
            UserInfo userInfo=new UserInfo("admin", "123456", "ROLE_ADMIN", true,true,true, true);
            return userInfo;
        }
        return null;
    }
}

到这里为止，我们自己定义的UserInfo类和从数据库中返回具体的用户信息已经实现，接下来我们要实现的，我们自己的 AuthenticationProvider

@Component
public class MyAuthenticationProvider implements AuthenticationProvider {
 
    @Autowired
    private MyUserDetailsService userDetailService;
 
    @Override
    public Authentication authenticate(Authentication authentication) throws AuthenticationException {
        /**
         * 这个获取表单输入中返回的用户名;
         */
        String userName = authentication.getName();
        /**
         * 这个是表单中输入的密码；
         */
        String password = (String) authentication.getCredentials();
 
        /**
         * 调用服务获取用户信息
         */
        UserInfo userInfo = (UserInfo) userDetailService.loadUserByUsername(userName);
 
 
        if (userInfo == null) {
            throw new BadCredentialsException("用户名不存在");
        }
 
 
 
        if (!userInfo.getPassword().equals("123456")) {
            throw new BadCredentialsException("密码不正确");
        }
 
        /**
         * 获取权限
         */
        Collectionextends GrantedAuthority> authorities = userInfo.getAuthorities();
 
        return new UsernamePasswordAuthenticationToken(userInfo, password, authorities);
 
    }
 
    @Override
    public boolean supports(Class aClass) {
        return true;
    }
}

到此为止，我们的用户信息的获取，校验部分已经完成了。接下来要让它起作用，则我们需要在配置文件中修改，让他起作用。回到我的SecurityConfig代码文件，修改如下：

1、注入我们自己的AuthenticationProvider

2、修改配置的方法：

@Override
   public void configure(AuthenticationManagerBuilder auth)throws Exception {
       auth.authenticationProvider(provider);
   }

3.获取当前登陆的用户

Object object = SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication().getPrincipal();

改造3、自定义登录成功和失败的处理逻辑

在现在的大多数应用中，一般都是前后端分离的，所以我们登录成功或失败都需要用json格式返回，或者登录成功之后，跳转到某个具体的页面。

为了实现这个功能，我们需要写2个类，分别继承SavedRequestAwareAuthenticationSuccessHandler和SimpleUrlAuthenticationFailureHandler2个类，并重写其中的部分方法即可。

校验成功

@Component("myAuthenticationSuccessHandler")
public class MyAuthenticationSuccessHandler extends SavedRequestAwareAuthenticationSuccessHandler {
 
    @Autowired
    private ObjectMapper objectMapper;
 
    /**
     * 登陆成功之后的处理方法
     * @param request
     * @param response
     * @param authentication
     * @throws ServletException
     * @throws IOException
     */
    @Override
    public void onAuthenticationSuccess(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Authentication authentication) throws ServletException, IOException {
 
        SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authentication);
        Map map=new HashMap<>();
        map.put("code", "200");
        map.put("msg", "登录成功");
        map.put("user",SecurityContextHolder.getContext());
        response.setContentType("application/json;charset=UTF-8");
        response.getWriter().write(objectMapper.writeValueAsString(map));
        new DefaultRedirectStrategy().sendRedirect(request, response, "/index");
    }
}

error:

package com.springsecurity.demo.config;
 
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
 
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.http.HttpStatus;
import org.springframework.security.core.AuthenticationException;
import org.springframework.security.web.authentication.SimpleUrlAuthenticationFailureHandler;
import org.springframework.stereotype.Component;
 
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
 
 
/**
 * @author cainame
 */
 
@Component("myAuthenticationFailHander")
public class MyAuthenticationFailHander extends SimpleUrlAuthenticationFailureHandler {
 
    @Autowired
    private ObjectMapper objectMapper;
    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass());
 
    @Override
    public void onAuthenticationFailure(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, AuthenticationException exception) throws IOException, ServletException {
        logger.info("登录失败");
        //以Json格式返回
        Map map=new HashMap<>();
        map.put("code", "201");
        map.put("msg", "登录失败");
        response.setStatus(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR.value());
        response.setContentType("application/json");
        response.setCharacterEncoding("UTF-8");
        response.getWriter().write(objectMapper.writeValueAsString(map));
    }
}

配置:

@Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        /**
         * loginPage("/login")表示登录时跳转的页面，因为登录页面我们不需要登录认证，所以我们需要添加 permitAll() 方法
         * permitAll()表示这个不需要验证 登录页面，登录失败页面
         * loginProcessingUrl处理登陆的url
         * failureUrl:失败的处理url
         */
        http.formLogin()
                .loginPage("/login")
                .loginProcessingUrl("/login/form")
                .failureUrl("/login-error")
                .successHandler(myAuthenticationSuccessHandler)
                .failureHandler(myAuthenticationFailHander)
                .permitAll().
                and().authorizeRequests().anyRequest().authenticated().
                and().csrf().disable();
    }

改造4、添加权限控制

之前的代码我们用户的权限没有加以利用，现在我们添加权限的用法。

之前的登录验证通俗的说，就是来判断你是谁（认证），而权限控制就是用来确定：你能做什么或者不能做什么（权限）

在讲这个之前，我们简单说下，对于一些资源不需要权限认证的，那么就可以在Config中添加过滤条件，如：

.and().authorizeRequests().antMatchers("/index").permitAll()

那么我们直接访问 /index 就不会跳转到登录页面，这样我们就可以把一些不需要验证的资源以这种方式过滤，比如图片，脚本，样式文件之类的。

我们先来看第一种：在编码中写死的。

那其实权限控制也是通过这种方式来实现

.antMatchers("/whoim").hasRole("ADMIN")

这个用户的角色哪里来，就是我们自己的UserDetailsService中返回的用户信息中的角色权限信息，这里需要注意一下就是 .hasRole("ADMIN"),那么给用户的角色时就要用:ROLE_ADMIN

.antMatchers 这里也可以限定HttpMethod的不同要求不同的权限（用于适用于Restful风格的API).

.antMatchers("/whoim").hasRole("ADMIN").antMatchers(HttpMethod.POST,"/user/*").hasRole("ADMIN")
.antMatchers(HttpMethod.GET,"/user/*").hasRole("USER")

Spring Security 的校验的原理：左手配置信息，右手登录后的用户信息，中间投票器。

从我们的配置信息中获取相关的URL和需要的权限信息，然后获得登录后的用户信息

然后经过：AccessDecisionManager 来验证，这里面有多个投票器：

AccessDecisionVoter，（默认有几种实现：比如：1票否决（只要有一个不同意，就没有权限），全票通过，才算通过；只要有1个通过，就全部通过。类似这种的。

WebExpressionVoter 是Spring Security默认提供的的web开发的投票器。（表达式的投票器）

Spring Security 默认的是 AffirmativeBased 只要有一个通过，就通过。

有兴趣的可以从FilterSecurityInterceptor这个过滤器入口，来查看这个流程。

内嵌的表达式有：permitAll denyAll 等等。

每一个权限表达式都对应一个方法。

如果需要同时满足多个要求的，不能连写如，我们有个URL需要管理员权限也同时要限定IP的话，不能：.hasRole("ADMIN").hasIPAddress("192.168.1.1");

而是需要用access方法 .access("hasRole('ADMIN') and hasIpAddress('192.168.1.1')");这种。

.antMatchers("/whoim").access("hasRole('ADMIN') and hasIpAddress('192.168.119.1')")

那我们可以自己写权限表达式吗？可以，稍后。。。这些都是硬编码的实现，都是在代码中写入的，这样的灵活性不够。所以我们接下来继续改造

改造4、添加基于RBAC(role-Based-access control)权限控制

这个大家可以去百度一下，一般都是由 3个部分组成，一个是用户，一个是角色，一个是资源（菜单，按钮），然后就是用户和角色的关联表，角色和资源的关联表

核心就是判断当前的用户所拥有的URL是否和当前访问的URL是否匹配。

首先我们自己提供一个判断的接口和实现，代码如下：

public interface RbacService {
    boolean hasPermission(HttpServletRequest request, Authentication authentication);
}

实现:

@Component("rbacService")
public class RbacServiceImpl implements RbacService {
 
    private AntPathMatcher antPathMatcher = new AntPathMatcher();
    @Override
    public boolean hasPermission(HttpServletRequest request, Authentication authentication) {
        Object principal = authentication.getPrincipal();
        boolean hasPermission = false;
        if (principal instanceof UserDetails) { //首先判断先当前用户是否是我们UserDetails对象。
            String userName = ((UserDetails) principal).getUsername();
            Set<String> urls = new HashSet<>();
            urls.add("/whoim");// 数据库读取 //读取用户所拥有权限的所有URL
            // 注意这里不能用equal来判断，因为有些URL是有参数的，所以要用AntPathMatcher来比较
            for (String url : urls) {
                if (antPathMatcher.match(url, request.getRequestURI())) {
                    hasPermission = true;
                    break;
                }
            }
        }
        return hasPermission;
    }
}

修改配置文件:

.anyRequest().access("@rbacService.hasPermission(request,authentication)")

其中 @rbacService 就是我们自己声明的bean，在RbacServiceImpl实现类的头部注解中。

改造5、记住我的功能Remeber me

本质是通过token来读取用户信息，所以服务端需要存储下token信息

根据官方的文档，token可以通过数据库存储数据库脚本

CREATE TABLE persistent_logins (
    username VARCHAR(64) NOT NULL,
    series VARCHAR(64) NOT NULL,
    token VARCHAR(64) NOT NULL,
    last_used TIMESTAMP NOT NULL,
    PRIMARY KEY (series)
);

然后，配置好token 的存储及数据源引入jdbc启动器

<dependency>
    <groupId>org.springframework.bootgroupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-jdbcartifactId>
dependency>

增加前端checkbox

<tr>
     <td>记住我td>
     <td><input type="checkbox" name="remember-me" value="true"/>td>
tr>

配置

@Bean
    public PersistentTokenRepository persistentTokenRepository() {
        JdbcTokenRepositoryImpl tokenRepository = new JdbcTokenRepositoryImpl();
        tokenRepository.setDataSource(dataSource);
        return tokenRepository;
    }

设置

.rememberMe()
           .rememberMeParameter("remember-me").userDetailsService(myUserDetailsService)
           .tokenRepository(persistentTokenRepository())
           .tokenValiditySeconds(60)

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