Java 企业级权限管理项目笔记（二） - - - Spring Security权限框架

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1、Spring Security 权限管理框架介绍

简介： Spring Security 提供了基于javaEE的企业应有个你软件全面的安全服务。这里特别强调支持使用SPring框架构件的项目，Spring框架是企业软件开发javaEE方案的领导者。

Spring Security 的两个目标： “认证” 与“授权”。

• “认证”，是建立一个他声明的主题的过程（一个“主体”一般是指用户，设备或一些可以在你的应用程序中执行动作的其他系统）。
• “授权” 指确定一个主体是否允许在你的应用程序执行一个动作的过程。为了抵达需要授权的店，主体的身份已经有认证过程建立。这个概念是通用的而不只在Spring Security中。

           

在SpringSecurity 中，请求进入后会被拦截器拦截到，并交由认证管理器首先处理；这是在身份验证层，Spring Security 的支持多种认证模式。包括 Basic、Digest、X.509、LDAP、Form（基于表单的认证） 等多种HTTP 认证。

浅析：

Basic 认证：在HTTP1.0提出的认证方法，针对特定的用户和资源，需要提供特定的密码认证后方可访问，其中密码是使用明文传输的；一个请求到来时，浏览器弹出对话框，让用户输入用户名和密码，并用BASE 64 进行编码进行传输，服务器接受并解析这些信息，并认证通过，才会允许继续访问。

Digest认证： 解决Basic 认证的安全问题，当访问时，浏览器依旧弹出对话框，让用户输入用户名和密码，浏览器会对用户名、密码、HTTP请求方法、被请求资源的URI进行组合后进行MD5运算，然后把计算得到的摘要信息发送给服务器；服务器获取报文头部相关认证信息后获取到 username ,同时获取到密码，同样对用户名、密码、HTTP请求方法、被请求资源的URI进行组合后和 response 进行比较，如果相同，才算认证通过。

2、Spring Security 常用权限拦截器：

        

主要功能性拦截器有 11 个， FilterChainProxy 对拦截器进行过滤操作并代理执行！

3、Spring Security 项目 Demo

（1）环境搭建及使用

1. 基于Spring Boot + Spring Security 环境
2. 常用 Case 实现

（2）创建SpringBoot 工程

                 

（3）整合SpringSecurity 依赖

	        
                
			org.springframework.boot
			spring-boot-starter-security
		
		
			org.springframework.security
			spring-security-test
		

（4）主启动类配置：

@RestController          //返回响应体为json
@SpringBootApplication
@EnableAutoConfiguration  //扫描Bean注入到容器中
public class Bootstrap {

	public static void main(String[] args) {
		SpringApplication.run(Bootstrap.class, args);
	}
        
        @RequestMapping("/") // 测试接口
	public String home (){
		return "hello spring boot";
	}

        @RequestMapping("/hello") //测试接口
	public String hello (){
		return "hello spring boot";
	}
}

（5）配置 Servlet 初始化

/**
 * @ClassName ServletInitializer 告诉程序，项目启动时从 Bootstrap 开始
 * @Description TODO
 * @Author wushaopei
 * @Date 2019/9/19 10:30
 * @Version 1.0
 */
public class ServletInitializer extends SpringBootServletInitializer {

    @Override
    protected SpringApplicationBuilder configure(SpringApplicationBuilder application){
        return application.sources(Bootstrap.class);
    }
}

（6）启动SpringBoot 项目- - run 主启动类：

启动SpringBoot 项目进行接口访问时，弹出登录界面，说明SpringSecurity生效了

           

4、SpringSecurity拦截配置：

注意：在 3  的基础上，对工程进一步配置：

（1）创建 SpringSecurityConfig 类管理 拦截配置：

@Configuration     // 将Bean 放到容器中管理
@EnableWebSecurity // 用于将Security 生成 Bean 
public class SpringSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {

    /*
     * 接口请求拦截
     **/
    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.authorizeRequests()  //安全请求策略
                .antMatchers("/").permitAll() //可放行请求配置
                .anyRequest().authenticated()    //其他请求进行拦截
                .and()
                .logout().permitAll()  // 注销任意访问
                .and()
                .formLogin();
        http.cors().disable();
    }
    /*
    *  前端拦截
    * */
    @Override
    public void configure(WebSecurity web){
        // 忽视 js 、css 、 images 后缀访问
        web.ignoring().antMatchers("/js/**","/css/**","/images/**");
    }
}

该 SpringSecurityConfig 继承 WebSecurityConfigurerAdapter 类，并重写 configure(HttpSecurity http)和 configure（WebSecurity web）两个方法，分别针对 接口请求 和 静态页面 资源进行拦截。

接口请求： ip:port/  的请求一律通过，主要进入到 Bootstrap 中的 RequestMapping(“/”)接口中；并对 “/”后带有标识地址的请求进行拦截认证；

静态资源： 此处对静态 js 、css、images 三者进行放行。

效果截图：

配置 SpringSecurity 后，默认可以通过 “/” 的接口请求； 而当进行 如“/hello”接口请求时会被拦截进行验证

5、基于SpringSecurity 权限管理 Case 实操

权限管理 Case 的需求有两个要求：

1. 第一点 ：只要能登录即可；
2. 第二点：有指定的角色，每个角色有指定的权限.

（1）只要能登录即可，功能体现：

在SpringSecurityConfig.java中配置用户信息：

/*
*  告诉程序，系统中有个用户 用户名为 admin ,密码为 admin  角色为 ADMIN
* */
@Override
protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
        auth.inMemoryAuthentication().withUser("admin").password("admin").roles("ADMIN");

}

注意 ：

在springboot使用spring security 做权限管理 ，使用内存用户验证，会返回无响应报错：
java.lang.IllegalArgumentException: There is no PasswordEncoder mapped for the id "null"

解决方法：

这是因为Spring boot 2.0.3引用的security 依赖是 spring security 5.X版本，此版本需要提供一个PasswordEncorder的实例，否则后台汇报错误：

java.lang.IllegalArgumentException: There is no PasswordEncoder mapped for the id "null"
并且页面毫无响应。
因此，需要创建PasswordEncorder的实现类。

创建PasswordEncorder 实体类后可通过两种方式完成明文验证通过：

第一种：直接在配置好的 PasswordEncorder 类上添加 @Component 装配 MyPasswordEncoder 为Bean 注入到容器即可；

@Component
public class MyPasswordEncoder implements PasswordEncoder {
    @Override
    public String encode(CharSequence charSequence) {
        return charSequence.toString();
    }

    @Override
    public boolean matches(CharSequence charSequence, String s) {
        return s.equals(charSequence.toString());
    }
}

然后继续使用

  /*
    *  告诉程序，系统中有个用户 用户名为 admin ,密码为 admin  角色为 ADMIN
    * */
    @Override
    protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {

        //可以设置内存指定的登录的账号密码,指定角色
        //不加.passwordEncoder(new MyPasswordEncoder())或者注入该类的Bean
        //就不是以明文的方式进行匹配，会报错
        auth.inMemoryAuthentication().withUser("admin").password("admin").roles("ADMIN");
    }

进行 密码明文登录，可以成功

第二种：在auth.inMemoryAuthentication()后面使用.passwordEncoder(new MyPasswordEncoder())对登录信息进行包装后提交即可；这样也可以成功

//这样，页面提交时候，密码以明文的方式进行匹配。
auth.inMemoryAuthentication().passwordEncoder(new MyPasswordEncoder()).withUser("wsp").password("wsp").roles("ADMIN");

推荐： 最好是使用第一种 装载成 Bean 后注入容器，对于开发效率更高，也更便捷。

（2）有指定的角色，每个角色有指定的权限，功能体现：

① 创建接口 role1() 并对其添加 @PreAuthorize("hasRole('ROLE_ADMIN')")  以进行角色拦截

    @PreAuthorize("hasRole('ROLE_ADMIN')") // 角色拦截校验注解
    @RequestMapping("/roleAuth")
    public String role1(){

       return "roleAuth";
    }

（2）角色拦截 - - 功能解析：

 @PreAuthorize("hasRole('ROLE_ADMIN')") 注解说明：

②并在 SpringSecurityConfig.java 中创建新用户，以提供测试：

@Override
    protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
        //可以设置内存指定的登录的账号密码,指定角色
        //不加.passwordEncoder(new MyPasswordEncoder())
        //就不是以明文的方式进行匹配，会报错
        auth.inMemoryAuthentication().withUser("admin").password("admin").roles("ADMIN");
        auth.inMemoryAuthentication().withUser("demo").password("demo").roles("DEMO");
        .passwordEncoder(new MyPasswordEncoder())。
        //这样，页面提交时候，密码以明文的方式进行匹配。
        auth.inMemoryAuthentication().passwordEncoder(new MyPasswordEncoder()).withUser("wsp").password("wsp").roles("ADMIN");
    }

③ 创建好接口后，进行登录尝试，发现，使用 用户为 demo ，角色 为 DEMO 依旧可以通过该接口

问题解析：

这是因为还需要再添加一个@EnableGlobalMethodSecurity(prePostEnabled = true) 注解到 启动器上，以让 @PreAuthorize("hasRole('ROLE_ADMIN')") 这个注解生效，完整 启动类代码如下：

@RestController
@SpringBootApplication
@EnableAutoConfiguration
@EnableGlobalMethodSecurity(prePostEnabled = true)
public class Bootstrap {

	public static void main(String[] args) {
		SpringApplication.run(Bootstrap.class, args);
	}
	@RequestMapping("/")
	public String home (){
		return "hello spring boot";
	}
	@RequestMapping("/hello")
	public String hello (){
		return "hello spring boot";
	}
	@PreAuthorize("hasRole('ROLE_ADMIN')")
	@RequestMapping("/roleAuth")
	public String role1(){
		return "roleAuth";
	}
}

添加注解后：

使用 demo 进行登录：

         

使用admin进行登录：

         

（3）数据库管理实现：

通过数据库获取用户信息进行登录认证

创建 MyUserService.java类，并装载 Bean 到 容器中，在SpringSecurityConfig.java 中进行配置：

@Component
public class MyUserService implements UserDetailsService{
    @Override
    public UserDetails loadUserByUsername(String s) throws UsernameNotFoundException {
        return null;
    }
}

SpringSecurityConfig.java 中 configure(AuthenticationManagerBuilder auth)方法修改为通过注入MyUserService 的Bean实现数据库查询

    @Autowired
    private MyUserService myUserService;


    @Override
    protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
           auth.userDetailsService(myUserService); // 通过注入 MyUserService 的方式实现数据库查询用户信息的登录认证

    }

密码的自定义验证：

创建 MyPasswordEncoder 类，实现 PasswordEncoder 接口类；重写 encode（CharSequence obj和 matches（CharSequence obj,String str） 方法：

@Component
public class MyPasswordEncoder implements PasswordEncoder {

    private final static String SALT = "wenmin";

    @Override
    public String encode(CharSequence charSequence) {

        return MD5Util.MD5Encode(charSequence.toString(),SALT);
    }

    @Override
    public boolean matches(CharSequence rawPassword, String encodedPassword) {

        return MD5Util.isPasswordValid(encodedPassword,rawPassword.toString(),SALT);
    }
}

说明：第一个是加密的方法，第二个是匹配密码，具体操作是加密方法加密后与原始密码在匹配方法中进行匹配

底层逻辑解析：

passwordEncoder. isPasswordValid(userDetails.getPassword(), presentedPassword, salt) 这个实现是在接口PasswordEncoder的实现类MessageDigestPasswordEncoder中实现的。 

MessageDigestPasswordEncoder类： 
public boolean isPasswordValid(String encPass, String rawPass, Object salt) { 
        String pass1 = "" + encPass; 
        String pass2 = encodePassword(rawPass, salt); 

        return pass1.equals(pass2); 
    } 

其中 encodePassword(rawPass, salt)方法如下： 
public String encodePassword(String rawPass, Object salt) { 
        String saltedPass = mergePasswordAndSalt(rawPass, salt, false); 

        MessageDigest messageDigest = getMessageDigest(); 

        byte[] digest; 

        try { 
            digest = messageDigest.digest(saltedPass.getBytes("UTF-8")); 
        } catch (UnsupportedEncodingException e) { 
            throw new IllegalStateException("UTF-8 not supported!"); 
        } 

        // "stretch" the encoded value if configured to do so 
        for (int i = 1; i < iterations; i++) { 
            digest = messageDigest.digest(digest); 
        } 

        if (getEncodeHashAsBase64()) { 
            return new String(Base64.encode(digest)); 
        } else { 
            return new String(Hex.encode(digest)); 
        } 
    } 
使用的是MD5加密方法。 

引入自定义的登录信息验证器

auth.userDetailsService(myUserService).passwordEncoder(new MyPasswordEncoder());

相关注解说明：

@PreAuthorize("hasRole('ROLE_ADMIN')")  方法调用前进行权限检查
@PostAuthorize("hasRole('')")           方法调用后进行权限检查
@PreFilter("")                          方法调用前针对集合类参数或返回值进行过滤
@PostFilter("") 方法调用后针对集合类参数或返回值进行过滤

6、Spring Security 的优缺点

优点：

提供了一套安全框架，而且这个框架是可以用的；

提供了很多用户认证的功能，实现相关接口即可，节约大量开发工作；

基于spring，易于集成到 spring 项目中，且封装了许多方法。

缺点：

配置文件多，角色被“编码”到配置文件盒源文件中，RBAC 不明显；

对于系统中用户、角色、权限之间的关系，没有可操作的界面；

大数据量情况下，几乎不可用。

https://github.com/wushaopei/SPRING_BOOT/tree/master/Spring-boot-Security