Java-SpringSecurity详解

Spring Security

1.简介

​ Spring Security 是 Spring 家族中的一个安全管理框架。相比与另外一个安全框架Shiro，它提供了更丰富的功能，社区资源也比Shiro丰富。

​ 一般来说中大型的项目都是使用SpringSecurity 来做安全框架。小项目有Shiro的比较多，因为相比与SpringSecurity，Shiro的上手更加的简单。

​ 一般Web应用的需要进行认证和授权。

​ 认证：验证当前访问系统的是不是本系统的用户，并且要确认具体是哪个用户

​ 授权：经过认证后判断当前用户是否有权限进行某个操作

​ 而认证和授权也是SpringSecurity作为安全框架的核心功能。

2.所需依赖

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

引入依赖后我们在尝试去访问之前的接口就会自动跳转到一个SpringSecurity的默认登陆页面，默认用户名是user,密码会输出在控制台。

必须登陆之后才能对接口进行访问。

3.认证

3.1 登陆校验流程

3.2 原理初探

3.2.1 SpringSecurity完整流程

SpringSecurity的原理其实就是一个过滤器链，内部包含了提供各种功能的过滤器。这里我们可以看看入门案例中的过滤器。

图中只展示了核心过滤器，其它的非核心过滤器并没有在图中展示。

UsernamePasswordAuthenticationFilter:负责处理我们在登陆页面填写了用户名密码后的登陆请求。入门案例的认证工作主要有它负责。

ExceptionTranslationFilter：处理过滤器链中抛出的任何AccessDeniedException和AuthenticationException

FilterSecurityInterceptor：负责权限校验的过滤器。

​

我们可以通过Debug查看当前系统中SpringSecurity过滤器链中有哪些过滤器及它们的顺序。

3.2.2 认证流程详解:

概念速查:

Authentication接口: 它的实现类，表示当前访问系统的用户，封装了用户相关信息。

AuthenticationManager接口：定义了认证Authentication的方法

UserDetailsService接口：加载用户特定数据的核心接口。里面定义了一个根据用户名查询用户信息的方法。

UserDetails接口：提供核心用户信息。通过UserDetailsService根据用户名获取处理的用户信息要封装成UserDetails对象返回。然后将这些信息封装到Authentication对象中。

4. 授权

4.1 权限系统的作用

​ 例如一个学校图书馆的管理系统，如果是普通学生登录就能看到借书还书相关的功能，不可能让他看到并且去使用添加书籍信息，删除书籍信息等功能。但是如果是一个图书馆管理员的账号登录了，应该就能看到并使用添加书籍信息，删除书籍信息等功能。

​ 总结起来就是不同的用户可以使用不同的功能。这就是权限系统要去实现的效果。

​ 我们不能只依赖前端去判断用户的权限来选择显示哪些菜单哪些按钮。因为如果只是这样，如果有人知道了对应功能的接口地址就可以不通过前端，直接去发送请求来实现相关功能操作。

​ 所以我们还需要在后台进行用户权限的判断，判断当前用户是否有相应的权限，必须具有所需权限才能进行相应的操作。

​

4.2 授权基本流程

​ 在SpringSecurity中，会使用默认的FilterSecurityInterceptor来进行权限校验。在FilterSecurityInterceptor中会从SecurityContextHolder获取其中的Authentication，然后获取其中的权限信息。当前用户是否拥有访问当前资源所需的权限。

所以我们在项目中只需要把当前登录用户的权限信息也存入Authentication。

然后设置我们的资源所需要的权限即可。

4.3 授权实现

4.3.1 限制访问资源所需权限

​ SpringSecurity为我们提供了基于注解的权限控制方案，这也是我们项目中主要采用的方式。我们可以使用注解去指定访问对应的资源所需的权限。

​ 但是要使用它我们需要先开启相关配置。

@EnableGlobalMethodSecurity(prePostEnabled = true)

​ 然后就可以使用对应的注解。@PreAuthorize

@RestController
public class HelloController {

    @RequestMapping("/hello")
    @PreAuthorize("hasAuthority('test')")
    public String hello(){
        return "hello";
    }
}

4.3.2 封装权限信息

​ 我们前面在写UserDetailsServiceImpl的时候说过，在查询出用户后还要获取对应的权限信息，封装到UserDetails中返回。

​ 我们先直接把权限信息写死封装到UserDetails中进行测试。

​ 我们之前定义了UserDetails的实现类LoginUser，想要让其能封装权限信息就要对其进行修改。

package com.sangeng.domain;

import com.alibaba.fastjson.annotation.JSONField;
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;
import org.springframework.security.core.GrantedAuthority;
import org.springframework.security.core.authority.SimpleGrantedAuthority;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetails;

import java.util.Collection;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;


@Data
@NoArgsConstructor
public class LoginUser implements UserDetails {

    private User user;
        
    //存储权限信息
    private List<String> permissions;
    
    
    public LoginUser(User user,List<String> permissions) {
        this.user = user;
        this.permissions = permissions;
    }


    //存储SpringSecurity所需要的权限信息的集合
    @JSONField(serialize = false)
    private List<GrantedAuthority> authorities;

    @Override
    public  Collection<? extends GrantedAuthority> getAuthorities() {
        if(authorities!=null){
            return authorities;
        }
        //把permissions中字符串类型的权限信息转换成GrantedAuthority对象存入authorities中
        authorities = permissions.stream().
                map(SimpleGrantedAuthority::new)
                .collect(Collectors.toList());
        return authorities;
    }

    @Override
    public String getPassword() {
        return user.getPassword();
    }

    @Override
    public String getUsername() {
        return user.getUserName();
    }

    @Override
    public boolean isAccountNonExpired() {
        return true;
    }

    @Override
    public boolean isAccountNonLocked() {
        return true;
    }

    @Override
    public boolean isCredentialsNonExpired() {
        return true;
    }

    @Override
    public boolean isEnabled() {
        return true;
    }
}

LoginUser修改完后我们就可以在UserDetailsServiceImpl中去把权限信息封装到LoginUser中了。我们写死权限进行测试，后面我们再从数据库中查询权限信息。

package com.service.impl;

import com.baomidou.mybatisplus.core.conditions.query.LambdaQueryWrapper;
import com.baomidou.mybatisplus.core.conditions.query.QueryWrapper;
import com.baomidou.mybatisplus.extension.conditions.query.LambdaQueryChainWrapper;
import com.sangeng.domain.LoginUser;
import com.sangeng.domain.User;
import com.sangeng.mapper.UserMapper;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetails;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetailsService;
import org.springframework.security.core.userdetails.UsernameNotFoundException;
import org.springframework.stereotype.Service;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Objects;


@Service
public class UserDetailsServiceImpl implements UserDetailsService {

    @Autowired
    private UserMapper userMapper;

    @Override
    public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {
        LambdaQueryWrapper<User> wrapper = new LambdaQueryWrapper<>();
        wrapper.eq(User::getUserName,username);
        User user = userMapper.selectOne(wrapper);
        if(Objects.isNull(user)){
            throw new RuntimeException("用户名或密码错误");
        }
        
        //TODO 根据用户查询权限信息 添加到LoginUser中
        List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("test"));
        return new LoginUser(user,list);
    }
}

4.3.3 从数据库查询权限信息

数据库建表和mapper查询省略~

5. 自定义失败处理

​ 我们还希望在认证失败或者是授权失败的情况下也能和我们的接口一样返回相同结构的json，这样可以让前端能对响应进行统一的处理。要实现这个功能我们需要知道SpringSecurity的异常处理机制。

​ 在SpringSecurity中，如果我们在认证或者授权的过程中出现了异常会被ExceptionTranslationFilter捕获到。在ExceptionTranslationFilter中会去判断是认证失败还是授权失败出现的异常。

​ 如果是认证过程中出现的异常会被封装成AuthenticationException然后调用AuthenticationEntryPoint对象的方法去进行异常处理。

​ 如果是授权过程中出现的异常会被封装成AccessDeniedException然后调用AccessDeniedHandler对象的方法去进行异常处理。

​ 所以如果我们需要自定义异常处理，我们只需要自定义AuthenticationEntryPoint和AccessDeniedHandler然后配置给SpringSecurity即可。

①自定义实现类

@Component
public class AccessDeniedHandlerImpl implements AccessDeniedHandler {
    @Override
    public void handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, AccessDeniedException accessDeniedException) throws IOException, ServletException {
        ResponseResult result = new ResponseResult(HttpStatus.FORBIDDEN.value(), "权限不足");
        String json = JSON.toJSONString(result);
        WebUtils.renderString(response,json);

    }
}

@Component
public class AuthenticationEntryPointImpl implements AuthenticationEntryPoint {
    @Override
    public void commence(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, AuthenticationException authException) throws IOException, ServletException {
        ResponseResult result = new ResponseResult(HttpStatus.UNAUTHORIZED.value(), "认证失败请重新登录");
        String json = JSON.toJSONString(result);
        WebUtils.renderString(response,json);
    }
}

②配置给SpringSecurity

先注入对应的处理器

@Autowired
private AuthenticationEntryPoint authenticationEntryPoint;

@Autowired
private AccessDeniedHandler accessDeniedHandler;

然后我们可以使用HttpSecurity对象的方法去配置。

http.exceptionHandling().authenticationEntryPoint(authenticationEntryPoint).
        accessDeniedHandler(accessDeniedHandler);

6. 跨域

​ 浏览器出于安全的考虑，使用 XMLHttpRequest对象发起 HTTP请求时必须遵守同源策略，否则就是跨域的HTTP请求，默认情况下是被禁止的。 同源策略要求源相同才能正常进行通信，即协议、域名、端口号都完全一致。

​ 前后端分离项目，前端项目和后端项目一般都不是同源的，所以肯定会存在跨域请求的问题。

​ 所以我们就要处理一下，让前端能进行跨域请求。

①先对SpringBoot配置，运行跨域请求

@Configuration
public class CorsConfig implements WebMvcConfigurer {

    @Override
    public void addCorsMappings(CorsRegistry registry) {
      // 设置允许跨域的路径
        registry.addMapping("/**")
                // 设置允许跨域请求的域名
                .allowedOriginPatterns("*")
                // 是否允许cookie
                .allowCredentials(true)
                // 设置允许的请求方式
                .allowedMethods("GET", "POST", "DELETE", "PUT")
                // 设置允许的header属性
                .allowedHeaders("*")
                // 跨域允许时间
                .maxAge(3600);
    }
}

②开启SpringSecurity的跨域访问

由于我们的资源都会收到SpringSecurity的保护，所以想要跨域访问还要让SpringSecurity运行跨域访问。

@Override
protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
    http
            //关闭csrf
            .csrf().disable()
            //不通过Session获取SecurityContext
            .sessionManagement().sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS)
            .and()
            .authorizeRequests()
            // 对于登录接口 允许匿名访问
            .antMatchers("/user/login").anonymous()
            // 除上面外的所有请求全部需要鉴权认证
            .anyRequest().authenticated();

    //添加过滤器
    http.addFilterBefore(jwtAuthenticationTokenFilter, UsernamePasswordAuthenticationFilter.class);

    //配置异常处理器
    http.exceptionHandling()
            //配置认证失败处理器
            .authenticationEntryPoint(authenticationEntryPoint)
            .accessDeniedHandler(accessDeniedHandler);

    //允许跨域
    http.cors();
}