Spring Security基于自定义的认证提供器实现图形验证码流程解析

目录

• 前言
• 一. 认证提供器简介
• 1. 认证提供器AuthenticationProver
• 2. WebAuthenticationDetails类介绍
• 二. 实现图形验证码
• 1. 添加依赖包
• 2. 创建Producer对象
• 3. 创建生成验证码的接口
• 4. 自定义异常
• 5. 自定义WebAuthenticationDetails
• 6. 自定义AuthenticationDetailsSource
• 7. 自定义DaoAuthenticationProver
• 8. 添加SecurityConfig
• 9. 编写测试页面
• 10. 代码结构
• 11. 启动项目测试

前言

在上一个章节中，一一哥 带大家实现了如何在Spring Security中添加执行自定义的过滤器，进而实现验证码校验功能。这种实现方式，只是实现验证码功能的方式之一，接下来我们再学习另一种实现方式，就是利用AuthenticationProver来实现验证码功能，通过这个案例，我们学习如何进行自定义AuthenticationProver。

一. 认证提供器简介

在上一章节中，我带各位利用自定义的过滤器实现了图形验证码效果，接下来我们利用另一种方式，基于自定义的认证提供器来实现图形验证码。

1. 认证提供器AuthenticationProver

在第11章节中，壹哥 给大家讲过Spring Security的认证授权实现流程，其中就给大家讲解过AuthenticationProver的作用，接下来我们看一下AuthenticationProver接口的类关系图：

从上图中可知，AuthenticationProver是一个接口，该接口有一个直接的子类AbstractUserDetailsAuthenticationProver，该类有2个抽象的方法：additionalAuthenticationChecks() 和 retrieveUser()，如下图：

我们可以通过编写一个子类继承AbstractUserDetailsAuthenticationProver，复写这2个抽象方法，进行满足自己需求的扩展实现。Spring Security中的DaoAuthenticationProver子类就是通过复写这2个抽象方法，实现了基于数据库模型的认证授权。

我们今天会通过继承DaoAuthenticationProver，来实现图形验证码的校验功能。

2. WebAuthenticationDetails类介绍

了解完上面的AuthenticationProver类之后，我们还需要了解另一个类WebAuthenticationDetails。

我们知道在Spring Security中有一个UsernamePasswordAuthenticationToken类，封装了用户的principal、credentials信息，该类还从它的父类AbstractAuthenticationToken中继承了details信息。其中这个details信息表示认证用户的额外信息，比如请求用户的remoteAddress和sessionId等信息，这两个信息都是在另一个WebAuthenticationDetails类中定义的，所以我们可以利用WebAuthenticationDetails来封装用户的额外信息。

了解完上面的这些必要的API，我们就可以实现今天的需求了。

二. 实现图形验证码

1. 添加依赖包

我们还是和之前的案例一样，可以先创建一个新的module，创建过程略。

在本案例中我们依然采用github上的开源验证码解决方案kaptcha，所以需要在原有项目的基础上添加kaptcha的依赖包。

        
            org.springframework.boot
            spring-boot-starter-web
        
 
        
            org.springframework.boot
            spring-boot-starter-security
        
 
        
            org.mybatis.spring.boot
            mybatis-spring-boot-starter
            1.3.1
        
 
        
            mysql
            mysql-connector-java
            runtime
        
 
        
            com.github.penggle
            kaptcha
            2.3.2
        
 
        
            org.springframework.security
            spring-security-test
            test
        
    

2. 创建Producer对象

跟上一个案例一样，创建CaptchaConfig配置类，在该类中创建一个Producer对象，对验证码对象进行必要的配置。

@Configuration
public class CaptchaConfig {
 
    @Bean
    public Producer captcha() {
        // 配置图形验证码的基本参数
        Properties properties = new Properties();
        // 图片宽度
        properties.setProperty("kaptcha.image.wth", "150");
        // 图片长度
        properties.setProperty("kaptcha.image.height", "50");
        // 字符集
        properties.setProperty("kaptcha.textproducer.char.string", "0123456789");
        // 字符长度
        properties.setProperty("kaptcha.textproducer.char.length", "4");
        Config config = new Config(properties);
        // 使用默认的图形验证码实现，当然也可以自定义实现
        DefaultKaptcha defaultKaptcha = new DefaultKaptcha();
        defaultKaptcha.setConfig(config);
        return defaultKaptcha;
    }
 
}

3. 创建生成验证码的接口

在上面创建了Producer对象后，接着创建一个生成验证码的接口，该接口中负责生成验证码图片，并将验证码存储到session中。

@Controller
public class CaptchaController {
 
    @Autowired
    private Producer captchaProducer;
 
    @GetMapping("/captcha.jpg")
    public vo getCaptcha(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException {
        // 设置内容类型
        response.setContentType("image/jpeg");
        // 创建验证码文本
        String capText = captchaProducer.createText();
        
        // 将验证码文本设置到session
        request.getSession().setAttribute("captcha", capText);
        
        // 创建验证码图片
        BufferedImage bi = captchaProducer.createImage(capText);
        // 获取响应输出流
        ServletOutputStream out = response.getOutputStream();
        // 将图片验证码数据写到响应输出流
        ImageIO.write(bi, "jpg", out);
        
        // 推送并关闭响应输出流
        try {
            out.flush();
        } finally {
            out.close();
        }
    }
 
}

4. 自定义异常

接下来自定义一个运行时异常，用于处理验证码校验失败时抛出异常提示信息。

public class VerificationCodeException extends AuthenticationException {
 
    public VerificationCodeException() {
        super("图形验证码校验失败");
    }
 
}

5. 自定义WebAuthenticationDetails

我在上面给大家介绍过WebAuthenticationDetails这个类，知道该类中可以封装用户的额外信息，所以在这里我们自定义一个WebAuthenticationDetails类，封装验证码信息，并把用户传递过来的验证码与session中保存的验证码进行对比。

/**
 * 添加额外的用户认证信息
 */  
public class MyWebAuthenticationDetails extends WebAuthenticationDetails {
 
    private String imageCode;
 
    private String savedImageCode;
 
    public String getImageCode() {
        return imageCode;
    }
 
    public String getSavedImageCode() {
        return savedImageCode;
    }
 
    /**
     * 补充用户提交的验证码和session保存的验证码
     */  
    public MyWebAuthenticationDetails(HttpServletRequest request) {
        super(request);
        this.imageCode = request.getParameter("captcha");
        //获取session对象
        HttpSession session = request.getSession();
        
        this.savedImageCode = (String) session.getAttribute("captcha");
        if (!StringUtils.isEmpty(this.savedImageCode)) {
            // 随手清除验证码，不管是失败还是成功，所以客户端应在登录失败时刷新验证码
            session.removeAttribute("captcha");
        }
    }
 
}

6. 自定义AuthenticationDetailsSource

AuthenticationDetailsSource是一个接口，该接口带有一个buildDetails方法，该方法会在创建一个新的authentication的details对象时被调用，而且可以在这里传递给details对象一个request参数，如下图所示：

所以这里我们定义一个AuthenticationDetailsSource类，通过该类构建出上面定义的WebAuthenticationDetails对象，并且给WebAuthenticationDetails传递进去HttpServletRequest对象。

@Component
public class MyWebAuthenticationDetailsSource implements AuthenticationDetailsSource {
 
    /**
     * 创建一个WebAuthenticationDetails对象
     */  
    @Overre
    public WebAuthenticationDetails buildDetails(HttpServletRequest request) {
 
        return new MyWebAuthenticationDetails(request);
    }
 
}

7. 自定义DaoAuthenticationProver

接下来通过继承DaoAuthenticationProver父类，来引入对图形验证码的验证操作。

/**
 * 在常规的数据库认证之上,添加图形验证码功能
 */
@Component
public class MyAuthenticationProver extends DaoAuthenticationProver {
 
    /**
     * 构造方法注入UserDetailService和PasswordEncoder
     */
    public MyAuthenticationProver(UserDetailsService userDetailsService, PasswordEncoder passwordEncoder) {
        this.setUserDetailsService(userDetailsService);
        this.setPasswordEncoder(passwordEncoder);
    }
 
    /**
     * 在常规的认证之上,添加额外的图形验证码功能
     */
    @Overre
    protected vo additionalAuthenticationChecks(UserDetails userDetails, UsernamePasswordAuthenticationToken usernamePasswordAuthenticationToken) throws AuthenticationException {
        //获取token令牌中关联的details对象，并将其转换为我们自定义的MyWebAuthenticationDetails
        MyWebAuthenticationDetails details = (MyWebAuthenticationDetails) usernamePasswordAuthenticationToken.getDetails();
        String imageCode = details.getImageCode();
        String savedImageCode = details.getSavedImageCode();
        
        // 检验图形验证码
        if (StringUtils.isEmpty(imageCode) || StringUtils.isEmpty(savedImageCode) || !imageCode.equals(savedImageCode)) {
            throw new VerificationCodeException();
        }
 
        //在正常的认证检查之前，添加额外的关于图形验证码的校验
        super.additionalAuthenticationChecks(userDetails, usernamePasswordAuthenticationToken);
    }
 
}

8. 添加SecurityConfig

然后创建编写SecurityConfig类，关联配置我们前面编写的AuthenticationDetailsSource和AuthenticationProver类。

@SuppressWarnings("all")
@EnableWebSecurity(debug = true)
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
 
    @Autowired
    private AuthenticationDetailsSource myWebAuthenticationDetailsSource;
 
    @Autowired
    private AuthenticationProver authenticationProver;
 
    @Overre
    protected vo configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.authorizeRequests()
                .antMatchers("/admin/api/**")
                .hasRole("ADMIN")
                .antMatchers("/user/api/**")
                .hasRole("USER")
                .antMatchers("/app/api/**", "/captcha.jpg")
                .permitAll()
                .anyRequest()
                .authenticated()
                .and()
                .formLogin()
            	//这里关联配置自定义的AuthenticationDetailsSource
                .authenticationDetailsSource(myWebAuthenticationDetailsSource)
                .failureHandler(new SecurityAuthenticationFailureHandler())
                .successHandler(new SecurityAuthenticationSuccessHandler())
                .loginPage("/myLogin.html")
                .loginProcessingUrl("/login")
                .permitAll()
                .and()
                .csrf()
                .disable();
    }
 
    //在这里关联我们自定义的AuthenticationProver
    @Overre
    protected vo configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
        auth.authenticationProver(authenticationProver);
    }
 
    @Bean
    public PasswordEncoder passwordEncoder() {
 
        return NoOpPasswordEncoder.getInstance();
    }
 
}

9. 编写测试页面

最后编写一个自定义的登录页面，在这里添加对验证码接口的引用，我这里列出html的核心代码。

        

            
Access Form
            

                
登录验证
                

                    
                    
                    

                        
                        
                        
                        
                    
                    

                        忘记密码
                        
                    
                
            
            

                
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10. 代码结构

本案例的主要代码结构如下图所示，各位可以参考创建。

11. 启动项目测试

接下来我们启动项目，跳转到登录页面后，我们就可以看到验证码已经被创建出来了。

此时我们可以看到生成的数字验证码，在我们输入正确的用户名、密码、验证码后，就可以成功的登录进去访问web接口了。

至此，我们就实现了基于自定义的认证提供器来实现图形验证码功能了，这种实现方式要比第一种实现方式更复杂一些，其实都能满足我们的开发需求。有的小伙伴会问，开发时到底选择哪一种方式呢？壹哥觉得都无所谓的！你有什么更好的见解吗？可以在评论区留言哦！

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