Spring Security4 学习笔记——01

Spring Security4 学习笔记

Spring Security是什么?

• Spring Security提供了基于Java EE的企业应用软件全面的安全服务。
• 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。

基础说明

• 1.注解 @EnableWebSecurity
  • 该注解和 @Configuration 注解一起使用, 注解 WebSecurityConfigurer 类型的类，或者利用@EnableWebSecurity 注解继承 WebSecurityConfigurerAdapter的类，这样就构成了 Spring Security 的配置。
  • @EnableWebSecurity 注解将会启用Web安全功能。
• 2.抽象类 WebSecurityConfigurerAdapter
  • WebSecurityConfigurerAdapter 提供了一种便利的方式去创建 WebSecurityConfigurer的实例，只需要重写 WebSecurityConfigurerAdapter 的方法，即可配置拦截什么URL、设置什么权限等安全控制。
  • 创建类SecurityConfiguration继承WebSecurityConfigurerAdapter，来对我们应用中所有的安全相关的事项（所有url，验证用户名密码，表单重定向等）进行控制。

  •   configure(WebSecurity) 通过重载，配置Spring Security的Filter链
      configure(HttpSecurity) 通过重载，配置如何通过拦截器保护请求
      configure(AuthenticationManagerBuilder) 通过重载，配置user-detail服务 
    

• 3.方法 configure(AuthenticationManagerBuilder auth) 和 **configure(HttpSecurity http) **
• 4.类 AuthenticationManagerBuilder
  • AuthenticationManagerBuilder 用于创建一个 AuthenticationManager，让我能够轻松的实现内存验证、LADP验证、基于JDBC的验证、添加UserDetailsService、添加AuthenticationProvider。

基于内存的认证In-Memory Authentication

•   @Bean
    public UserDetailsService userDetailsService() throws Exception {
    InMemoryUserDetailsManager manager = new InMemoryUserDetailsManager();
    manager.createUser(User.withUsername("user").password("password").roles("USER").build());
    manager.createUser(User.withUsername("admin").password("password").roles("USER","ADMIN").build());
    return manager;
    }
  

基于数据库表用户存储认证

• 通常我们都会将用户数据存储在关系型数据库中，并通过jdbc进行访问。spring security使用以jdbc为支撑的用户存储，我们可以使用下面的方式进行配置。

•   /**
     * 配置user-detail服务
     * @param auth
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void configure(AuthenticationManagerBuilder auth)throws Exception{
        //基于数据库的用户存储、认证
        auth.jdbcAuthentication().dataSource(dataSource)
                .usersByUsernameQuery("select account,password,true from user where account=?")
                .authoritiesByUsernameQuery("select account,role from user where account=?")；
    }
  

•   @Autowired
    public void configureGlobal(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
    	auth
    	.jdbcAuthentication()
    		.dataSource(dataSource)
    		.withDefaultSchema()
    		.withUser("user").password("password").roles("USER").and()
    		.withUser("admin").password("password").roles("USER", "ADMIN");
    }
  

配置自定义的用户存储认证

• 这种方式更为灵活，更适合在生产环境使用。这种方式不在局限于存储环境。自定义的方式也很简单。只需要提供一个UserDetailService接口实现即可。

•   @Service
    public class SecurityUserDetailsService implements UserDetailsService{
  
    @Autowired
    private UserDao userDao;
  
    /**
     * 校验用户
     * @param username
     * @return
     * @throws UsernameNotFoundException
     */
    public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {
  
        User user = userDao.queryByUserName(username);
        if(user == null)throw new UsernameNotFoundException("user not found");
  
        return new org.springframework.security.core.userdetails.User(user.getAccount(),user.getPassword(),userDao.getUserGrantedAuthoritys(user.getId()));
    }
    }
  
  

密码加密策略

• 通常我们在存储密码的时候都是进行加密的，spring security默认提供了三种密码存储方式，同时也可以使用自定义的加密方式：

  • NoOpPasswordEncoder 明文方式保存
  • BCtPasswordEncoder 强hash方式加密
  • StandardPasswordEncoder SHA-256方式加密
  • 实现PasswordEncoder接口 自定义加密方式

•  /**
     * 配置user-detail服务
     * @param auth
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void configure(AuthenticationManagerBuilder auth)throws Exception{
        //基于数据库的用户存储、认证
        auth.jdbcAuthentication().dataSource(dataSource)
                .usersByUsernameQuery("select account,password,true from user where account=?")
                .authoritiesByUsernameQuery("select account,role from user where account=?")
                .passwordEncoder(NoOpPasswordEncoder.getInstance());
    }
  
  

请求拦截策略

• spring security的请求拦截匹配有两种风格，ant风格和正则表达式风格。编码方式是通过重载configure(HttpSecurity)方法实现。

• 	/**
     * 拦截请求
     * @param http
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void configure(HttpSecurity http)throws Exception{
        http.authorizeRequests()
                .antMatchers("/","/css/**","/js/**").permitAll()   //任何人都可以访问
                .antMatchers("/admin/**").access("hasRole('ADMIN')")     //持有user权限的用户可以访问
                .antMatchers("/user/**").hasAuthority("ROLE_USER");
    }
  
  

• 保护请求方法

•   access(String)     如果给定的SpEL表达式计算结果为true，就允许访问
    anonymous()        允许匿名用户访问
    authenticated()    允许认证过的用户访问
    denyAll()          无条件拒绝所有访问
    fullyAuthenticated()   如果用户是完整认证的话（不是通过Remember-me功能认证的），就允许访问
    hasAnyAuthority(String...)   如果用户具备给定权限中的某一个的话，就允许访问
    hasAnyRole(String...)   如果用户具备给定角色中的某一个的话，就允许访问
    hasAuthority(String)   如果用户具备给定权限的话，就允许访问
    hasIpAddress(String)   如果请求来自给定IP地址的话，就允许访问
    hasRole(String)   如果用户具备给定角色的话，就允许访问
    not()   对其他访问方法的结果求反
    permitAll()   无条件允许访问
    rememberMe()   如果用户是通过Remember-me功能认证的，就允许访问
  

• 通常我们都是使用http发送数据，这种方式是不安全的。对于敏感信息我们通常都是通过https进行加密发送。spring security对于安全性通道也提供了一种方式。我们可以在配置中添加requiresChannel()方法使url强制使用https。

•   /**
     * 拦截请求
     * @param http
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void configure(HttpSecurity http)throws Exception{
        http.authorizeRequests()
                .antMatchers("/","/css/**","/js/**").permitAll()   //任何人都可以访问
                .antMatchers("/admin/**").access("hasRole('ADMIN')")     //持有user权限的用户可以访问
                .antMatchers("/user/**").hasAuthority("ROLE_USER")
                .and()
                .requiresChannel().antMatchers("/admin/info").requiresSecure();
    }
  
    - 只要是对“/admin/info”的请求，spring security都认为需要安全性通道，并自动将请求重定向到https上。
    
    - 与之相反，如果有些请求不需要https传送，可以使用requiresInsecure()替代requiresSecure()，将请求声明为始终使用http传送。
  

• 防止CSRF

  • spring security从版本3.2开始，默认就会启用CSRF防护。spring security通过一个同步token的方式来实现CSRF防护功能。它会拦截状态变化的请求，并检查CSRF token。如果请求中不包含CSRF token的话，或者token不能与服务器端的token匹配，请求就会失败，并抛出CsrfException异常。
  • 这样就spring security就会自动生成csrf token。如果想关闭csrf防护，需要作的也很简单，只需要调用一下csrf().disable();即可。

  •   	/**
      	* 拦截请求
      	* @param http
      	* @throws Exception
      	*/
      @Override
    public void configure(HttpSecurity http)throws Exception{
      http.authorizeRequests()
              .antMatchers("/","/css/**","/js/**").permitAll()   //任何人都可以访问
              .antMatchers("/admin/**").access("hasRole('ADMIN')")     //持有user权限的用户可以访问
              .antMatchers("/user/**").hasAuthority("ROLE_USER")
              .and().csrf().disable();
      }
    

• remember-me功能

  • remember-me是一个很重要的功能，用户肯定不希望每次都输入用户名密码进行登录。spring security提供的remember-me功能使用起来非常简单。启用这个功能只需要调用rememberMe()方法即可。

  •   /**
       * 拦截请求
       * @param http
      * @throws Exception
      */
      @Override
      public void configure(HttpSecurity http)throws Exception{
      http.authorizeRequests()
              .antMatchers("/","/css/**","/js/**").permitAll()   //任何人都可以访问
              .antMatchers("/admin/**").access("hasRole('ADMIN')")     //持有user权限的用户可以访问
              .antMatchers("/user/**").hasAuthority("ROLE_USER")
              .and().rememberMe().key("abc").rememberMeParameter("remember_me").rememberMeCookieName("my-remember-me").tokenValiditySeconds(86400)；
    }
    
    
    

自定义登录页面

• spring security会提供一个默认的登录页面，如果你想使用自己的登录页面，可以这样设置。

  •   /**
      * 拦截请求
       * @param http
       * @throws Exception
        */
    @Override
    public void configure(HttpSecurity http)throws Exception{
      http.authorizeRequests()
              .antMatchers("/","/css/**","/js/**").permitAll()   //任何人都可以访问
              .antMatchers("/admin/**").access("hasRole('ADMIN')")     //持有user权限的用户可以访问
              .antMatchers("/user/**").hasAuthority("ROLE_USER")
              .and().formLogin()
              .loginPage("/login").usernameParameter("username").passwordParameter("password")
              .and().exceptionHandling().accessDeniedPage("/loginfail");
    }
    
    

  • 通过formLogin()方法来设置使用自定义登录页面，loginPage是登录页面地址，accessDeniePage登录失败跳转地址。

handling Logouts

• 与配置登录功能类似，您也有各种选项来进一步定制您的注销需求：

• 注销后：

  • 使HTTP会话无效
  • 清理已配置的任何RememberMe身份验证
  • 清除 SecurityContextHolder
  • 重定向到 /login?logout

•   protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
    http
    	.logout()                                                                
    		.logoutUrl("/my/logout")                                                 
    		.logoutSuccessUrl("/my/index")                                           
    		.logoutSuccessHandler(logoutSuccessHandler)                              
    		.invalidateHttpSession(true)                                             
    		.addLogoutHandler(logoutHandler)                                         
    		.deleteCookies(cookieNamesToClear)                                       
    		.and()
    	...
    }
  
  

• 注意：

  • 提供注销支持。使用时会自动应用WebSecurityConfigurerAdapter。
  • 触发注销的URL（默认为/logout）。如果启用了CSRF保护（默认），则该请求也必须是POST。
  • 注销后重定向到的URL。默认是/login?logout。
  • 我们指定一个自定义LogoutSuccessHandler。如果指定了，logoutSuccessUrl()则忽略。
  • 指定HttpSession在注销时是否使其无效。默认情况下这是真的。
  • 添加一个LogoutHandler。默认情况下SecurityContextLogoutHandler添加为最后一个LogoutHandler。
  • 允许指定在注销成功时删除的cookie的名称。

• LogoutHandler实现指示能够参与注销处理的类

• LogoutSuccessHandler 被成功注销后调用LogoutFilter，来处理如重定向或转发到相应的目的地。

  • 提供以下实现：
    • SimpleUrlLogoutSuccessHandler
      • 无需SimpleUrlLogoutSuccessHandler直接指定。相反，流畅的API通过设置提供快捷方式logoutSuccessUrl()。这将设置SimpleUrlLogoutSuccessHandler封底。发生注销后，提供的URL将重定向到。默认是/login?logout。
    • HttpStatusReturningLogoutSuccessHandler
      • HttpStatusReturningLogoutSuccessHandler可以在REST API类型场景有趣。成功注销后，LogoutSuccessHandler 您可以提供要返回的纯HTTP状态代码，而不是重定向到URL 。如果未配置，则默认返回状态代码200。

AuthenticationProvider认证提供者

• 可以通过将自定义公开AuthenticationProvider为bean 来定义自定义身份验证。

•   @Bean
    public SpringAuthenticationProvider springAuthenticationProvider() {
    	return new SpringAuthenticationProvider();
    }
  

UserDetailsService用户详情服务

• 可以通过将自定义公开UserDetailsService为bean 来定义自定义身份验证。
• 例如，以下将自定义身份验证，假设SpringDataUserDetailsService实现UserDetailsService：

•   @Bean
    public SpringDataUserDetailsService springDataUserDetailsService() {
    return new SpringDataUserDetailsService();
    }
  

• 您还可以通过将PasswordEncoderbean 公开为bean 来自定义密码的编码方式。例如，如果使用bcrypt，则可以添加bean定义，如下所示：

•   @Bean
    public BCryptPasswordEncoder passwordEncoder() {
    	return new BCryptPasswordEncoder();
    }
  

Multiple HttpSecurity 多重HttpSecurity

• 我们可以配置多个HttpSecurity实例，就像我们可以有多个块一样。关键是要WebSecurityConfigurerAdapter多次扩展。例如，以下是对以URL开头的不同配置的示例/api/。

•   @EnableWebSecurity
    public class MultiHttpSecurityConfig {
    	@Bean
    	public UserDetailsService userDetailsService() throws Exception {
    		InMemoryUserDetailsManager manager = new InMemoryUserDetailsManager();
    	manager.createUser(User.withUsername("user").password("password").roles("USER").build());
    	manager.createUser(User.withUsername("admin").password("password").roles("USER","ADMIN").build());
    	return manager;
    }
  
    @Configuration
    @Order(1)                                                     // 1
    public static class ApiWebSecurityConfigurationAdapter extends WebSecurityConfigurerAdapter {
    	protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
    		http
    			.antMatcher("/api/**")                               // 2
    			.authorizeRequests()
    				.anyRequest().hasRole("ADMIN")
    				.and()
    			.httpBasic();
    	}
    }
  
    @Configuration                                                   // 3
    public static class FormLoginWebSecurityConfigurerAdapter extends WebSecurityConfigurerAdapter {
  
    	@Override
    	protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
    		http
    			.authorizeRequests()
    				.anyRequest().authenticated()
    				.and()
    			.formLogin();
    		}
    	}
    }
  

• 1.创建一个WebSecurityConfigurerAdapter包含的实例，@Order以指定WebSecurityConfigurerAdapter应首先考虑哪个实例。
• 2.这些http.antMatcher状态HttpSecurity仅适用于以。
• 3.创建另一个实例WebSecurityConfigurerAdapter。如果URL未/api/以此配置启动，则将使用此配置。之后考虑此配置，ApiWebSecurityConfigurationAdapter因为它具有之后的@Order值1（无@Order默认为最后）。

方法安全

• EnableGlobalMethodSecurity
  • 可以@EnableGlobalMethodSecurity在任何@Configuration实例上使用注释启用基于注释的安全性。
  • 例如，以下内容将启用Spring Security的@Secured注释。

    •   @EnableGlobalMethodSecurity(securedEnabled = true)
        public class MethodSecurityConfig {
        	// ...
        }
      

  • 然后，在方法（类或接口）上添加注释会相应地限制对该方法的访问。Spring Security的本机注释支持为该方法定义了一组属性。这些将传递给AccessDecisionManager，以便做出实际决定：

    •   public interface BankService {
        	@Secured("IS_AUTHENTICATED_ANONYMOUSLY")
        	public Account readAccount(Long id);
        	@Secured("IS_AUTHENTICATED_ANONYMOUSLY")
        	public Account[] findAccounts();
        	@Secured("ROLE_TELLER")
        	public Account post(Account account, double amount);
        }
      

  • 允许应用简单的基于角色的约束

    •   @EnableGlobalMethodSecurity(prePostEnabled = true)
        public class MethodSecurityConfig {
        	// ...
        }
      

• GlobalMethodSecurityConfiguration
  • 可能需要执行比@EnableGlobalMethodSecurity注释允许更复杂的操作。对于这些实例，您可以扩展GlobalMethodSecurityConfiguration确保@EnableGlobalMethodSecurity子类上存在注释。

    •   @EnableGlobalMethodSecurity(prePostEnabled = true)
        public class MethodSecurityConfig extends GlobalMethodSecurityConfiguration {
        	@Override
        	protected MethodSecurityExpressionHandler createExpressionHandler() {
        	// ... create and return custom MethodSecurityExpressionHandler ...
        		return expressionHandler;
        	}
        }
      
      

后处理配置对象

• ObjectPostProcessor可用于修改或替换Java Configuration创建的许多Object实例。例如，如果要配置filterSecurityPublishAuthorizationSuccess属性，FilterSecurityInterceptor可以使用以下命令：

  •   @Override
      protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
      http
      .authorizeRequests()
      	.anyRequest().authenticated()
      	.withObjectPostProcessor(new ObjectPostProcessor() {
      		public  O postProcess(
      				O fsi) {
      			fsi.setPublishAuthorizationSuccess(true);
      			return fsi;
      		}
      	});
      }
    

获取关于当前用户的信息

• 在SecurityContextHolder我们内部存储当前与应用程序交互的主体的详细信息。Spring Security使用Authentication对象来表示此信息。您通常不需要自己创建Authentication对象，但用户查询Authentication对象是相当常见的。您可以使用以下代码块（从应用程序的任何位置）获取当前经过身份验证的用户的名称，例如：

  •   Object principal = SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication().getPrincipal();
      if (principal instanceof UserDetails) {
      	String username = ((UserDetails)principal).getUsername();
      } else {
      	String username = principal.toString();
      }
      - 调用返回的对象getContext()是SecurityContext接口的实例。这是保存在线程本地存储中的对象。
    

• Spring Security 安全拦截器和安全对象模型
  • 1.AbstractSecurityInterceptor 为处理安全对象请求提供了一致的工作流程，通常：
    • 查找与当前请求关联的“配置属性”
      • “配置属性”可以被认为是对所使用的类具有特殊含义的String AbstractSecurityInterceptor。
      • 它们由ConfigAttribute框架内的接口表示。它们可能是简单的角色名称，也可能具有更复杂的含义，具体取决于实现的复杂程度AccessDecisionManager。
      • 在AbstractSecurityInterceptor配置了SecurityMetadataSource它用来查找属性的安全对象。
    • 将安全对象，当前Authentication和配置属性提交AccessDecisionManager给授权决策
    • （可选）更改Authentication调用发生的位置
    • 允许安全对象调用继续（假设已授予访问权限）
    • 调用AfterInvocationManager如果配置，一旦调用返回。如果调用引发了异常，AfterInvocationManager则不会调用该异常。
  • 2.RunAsManager
    • 假设AccessDecisionManager决定允许请求，AbstractSecurityInterceptor通常只会继续请求。
  • 3.AfterInvocationManager
    • 在安全对象调用继续进行然后返回 - 这可能意味着方法调用完成或过滤器链继续进行 - AbstractSecurityInterceptor获得最后一次机会来处理调用。