Spring Cloud（十二）：Spring Cloud Security

主要内容

• Spring Security 模块
• 使用
• 设置用户名密码
• 基于内存
• 基于UserDetailsService 接口
• 基于配置类WebSecurityConfigurerAdapter
• 基于DB 用户-角色-权限
• 自定义登录页面
• 登录认证流程
• 自定义成功、自定义失败
• 会话管理（Session)
• 会话控制
• 会话超时
• 会话并发控制
• 集群session
• 安全会话cookie
• RememberMe
• 退出登录
• CSRF
• 原理
• 用户授权（访问控制）
• web授权: url拦截进行授权 FilterSecurityInterceptor
• 访问控制的url匹配
• RequestMatcher接口
• 内置的访问控制
• 自定义403处理方案
• 基于表达式的访问控制
• 自定义方法 ExceptionTranslationFilter
• 方法授权: 方法拦截进行授权 MethodSecurityInterceptor
• JSR-250注解
• @Secured注解
• 支持表达式的注解
• 授权原理
• 授权流程
• Spring Security实现原理 @EnableWebSecurity
• 主线源码分析

Spring Security 模块

• 核心模块 - spring-security-core.jar：包含核心验证和访问控制类和接口，远程支持的基本配置API，是基本模块
• 远程调用 - spring-security-remoting.jar：提供与 Spring Remoting 集成
• 网页 - spring-security-web.jar：包括网站安全的模块，提供网站认证服务和基于URL访问控制
• 配置 - spring-security-config.jar：包含安全命令空间解析代码，若使用XML进行配置则需要
• LDAP - spring-security-ldap.jar：LDAP 验证和配置，若需要LDAP验证和管理LDAP用户实体
• ACL访问控制表 - spring-security-acl.jar：ACL（Access Control List）专门领域对象的实现
• CAS - spring-security-cas.jar：CAS(Central Authentication Service)* 客户端继承，若想用CAS的SSO服务器网页验证
• OpenID - spring-security-openid.jar：OpenID网页验证支持
• Test - spring-security-test.jar：支持Spring Security的测试

使用

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


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

@RestController
@RequestMapping("/admin")
public class AdminController {

    @RequestMapping("/demo")
    public String demo() {
        return "spring security demo";
    }
}

http://localhost:8080/admin/demo

login DefaultLoginPageGeneratingFilter

需要登录，默认用户名：user，密码可以查看控制台日志获取

设置用户名密码

UserDetailsServiceAutoConfiguration -> UserDetailsService

public interface UserDetailsService {
	UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException;
}

1. 基于内存

spring:
  security:
    user:
      name: mendd
      password: 123456

2. 基于UserDetailsService 接口

@Service
public class UserDetailsServiceImpl implements UserDetailsService {
    @Override
    public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {
        return new org.springframework.security.core.userdetails.User("mendd", "123456", AuthorityUtils.commaSeparatedStringToAuthorityList("admin, user"));
    }
}

PasswordEncoderFactories

public class PasswordEncoderFactories {
	public static PasswordEncoder createDelegatingPasswordEncoder() {
		String encodingId = "bcrypt";
		Map<String, PasswordEncoder> encoders = new HashMap<>();
		encoders.put(encodingId, new BCryptPasswordEncoder());
		encoders.put("ldap", new org.springframework.security.crypto.password.LdapShaPasswordEncoder());
		encoders.put("MD4", new org.springframework.security.crypto.password.Md4PasswordEncoder());
		encoders.put("MD5", new org.springframework.security.crypto.password.MessageDigestPasswordEncoder("MD5"));
		encoders.put("noop", org.springframework.security.crypto.password.NoOpPasswordEncoder.getInstance());
		encoders.put("pbkdf2", new Pbkdf2PasswordEncoder());
		encoders.put("scrypt", new SCryptPasswordEncoder());
		encoders.put("SHA-1", new org.springframework.security.crypto.password.MessageDigestPasswordEncoder("SHA-1"));
		encoders.put("SHA-256", new org.springframework.security.crypto.password.MessageDigestPasswordEncoder("SHA-256"));
		encoders.put("sha256", new org.springframework.security.crypto.password.StandardPasswordEncoder());
		encoders.put("argon2", new Argon2PasswordEncoder());

		return new DelegatingPasswordEncoder(encodingId, encoders);
	}
}

指定加密方式 spring security官方推荐的加密方式BCrypt

@Configuration
public class WebSecurityConfig {
    @Bean
    public PasswordEncoder passwordEncoder() {
//        return NoOpPasswordEncoder.getInstance();
        return new BCryptPasswordEncoder();
    }
}

UserDetailsService

@Service
public class MyUserDetailsService implements UserDetailsService {

    @Autowired
    private PasswordEncoder passwordEncoder;

    @Override
    public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {
    	//自定义逻辑封装
        String password = passwordEncoder.encode("123456");
//        return new org.springframework.security.core.userdetails.User("mendd", password, AuthorityUtils.commaSeparatedStringToAuthorityList("admin, user"));
        return User.withUsername("mendd").password(password).authorities("admin","user").build();
    }
}

3. 基于配置类WebSecurityConfigurerAdapter

@Configuration
public class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter{

    @Autowired
    private MyUserDetailsService myUserDetailsService;

    @Override
    protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
//        auth.userDetailsService(myUserDetailsService);
        auth.inMemoryAuthentication()
                .withUser("mendd1")
                .password(passwordEncoder().encode("123456"))
                .authorities("admin");
    }
}

4. DB 用户-角色-权限
   DB

CREATE TABLE `tb_user` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `username` varchar(50) NOT NULL COMMENT '用户名',
  `password` varchar(64) NOT NULL COMMENT '密码，加密存储',
  `phone` varchar(20) DEFAULT NULL COMMENT '注册手机号',
  `email` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT '注册邮箱',
  `created` datetime NOT NULL,
  `updated` datetime NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `username` (`username`) USING BTREE,
  UNIQUE KEY `phone` (`phone`) USING BTREE,
  UNIQUE KEY `email` (`email`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=38 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用户表';
insert  into `tb_user`(`id`,`username`,`password`,`phone`,`email`,`created`,`updated`) values
(37,'mendd','$2a$10$9ZhDOBp.sRKat4l14ygu/.LscxrMUcDAfeVOEPiYwbcRkoB09gCmi','158xxxxxxx','[email protected]','2019-04-04 23:21:27','2019-04-04 23:21:29');

CREATE TABLE `tb_role` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `parent_id` bigint(20) DEFAULT NULL COMMENT '父角色',
  `name` varchar(64) NOT NULL COMMENT '角色名称',
  `enname` varchar(64) NOT NULL COMMENT '角色英文名称',
  `description` varchar(200) DEFAULT NULL COMMENT '备注',
  `created` datetime NOT NULL,
  `updated` datetime NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=38 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='角色表';
insert  into `tb_role`(`id`,`parent_id`,`name`,`enname`,`description`,`created`,`updated`) values
(37,0,'超级管理员','mendd',NULL,'2019-04-04 23:22:03','2019-04-04 23:22:05');


CREATE TABLE `tb_user_role` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `user_id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '用户 ID',
  `role_id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '角色 ID',
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=38 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用户角色表';
insert  into `tb_user_role`(`id`,`user_id`,`role_id`) values
(37,37,37);

CREATE TABLE `tb_permission` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `parent_id` bigint(20) DEFAULT NULL COMMENT '父权限',
  `name` varchar(64) NOT NULL COMMENT '权限名称',
  `enname` varchar(64) NOT NULL COMMENT '权限英文名称',
  `url` varchar(255) NOT NULL COMMENT '授权路径',
  `description` varchar(200) DEFAULT NULL COMMENT '备注',
  `created` datetime NOT NULL,
  `updated` datetime NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=44 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='权限表';
insert  into `tb_permission`(`id`,`parent_id`,`name`,`enname`,`url`,`description`,`created`,`updated`) values
(37,0,'系统管理','System','/',NULL,'2019-04-04 23:22:54','2019-04-04 23:22:56'),
(38,37,'用户管理','SystemUser','/users/',NULL,'2019-04-04 23:25:31','2019-04-04 23:25:33'),
(39,38,'查看用户','SystemUserView','',NULL,'2019-04-04 15:30:30','2019-04-04 15:30:43'),
(40,38,'新增用户','SystemUserInsert','',NULL,'2019-04-04 15:30:31','2019-04-04 15:30:44'),
(41,38,'编辑用户','SystemUserUpdate','',NULL,'2019-04-04 15:30:32','2019-04-04 15:30:45'),
(42,38,'删除用户','SystemUserDelete','',NULL,'2019-04-04 15:30:48','2019-04-04 15:30:45'),
(44,37,'内容管理','SystemContent','/contents/',NULL,'2019-04-06 18:23:58','2019-04-06 18:24:00'),
(45,44,'查看内容','SystemContentView','/contents/view/**',NULL,'2019-04-06 23:49:39','2019-04-06 23:49:41'),
(46,44,'新增内容','SystemContentInsert','/contents/insert/**',NULL,'2019-04-06 23:51:00','2019-04-06 23:51:02'),
(47,44,'编辑内容','SystemContentUpdate','/contents/update/**',NULL,'2019-04-06 23:51:04','2019-04-06 23:51:06'),
(48,44,'删除内容','SystemContentDelete','/contents/delete/**',NULL,'2019-04-06 23:51:08','2019-04-06 23:51:10');

CREATE TABLE `tb_role_permission` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `role_id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '角色 ID',
  `permission_id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '权限 ID',
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=43 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='角色权限表';
insert  into `tb_role_permission`(`id`,`role_id`,`permission_id`) values
(37,37,37),
(38,37,38),
(39,37,39),
(40,37,40),
(41,37,41),
(42,37,42),
(43,37,44),
(44,37,45),
(45,37,46),
(46,37,47),
(47,37,48);

pom

 <dependency>
     <groupId>org.springframework.bootgroupId>
     <artifactId>spring-boot-starter-jdbcartifactId>
 dependency>
 <dependency>
     <groupId>mysqlgroupId>
     <artifactId>mysql-connector-javaartifactId>
 dependency>
 <dependency>
     <groupId>org.mybatis.spring.bootgroupId>
     <artifactId>mybatis-spring-boot-starterartifactId>
     <version>2.0.1version>
 dependency>

application

spring:
  datasource:
    type: com.zaxxer.hikari.HikariDataSource
    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
    url: jdbc:mysql://mysql.localhost.com:3306/oauth2-test?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=false&serverTimezone=UTC
    username: root
    password: root
    hikari:
      minimum-idle: 5
      idle-timeout: 600000
      maximum-pool-size: 10
      auto-commit: true
      pool-name: MyHikariCP
      max-lifetime: 1800000
      connection-timeout: 30000
      connection-test-query: SELECT 1

UserDetailsService

public interface UserService extends UserDetailsService {
    User getByUsername(String username);
}

@Service
public class UserServiceImpl implements UserService {

    @Autowired
    private UserMapper userMapper;

    @Autowired
    private PermissionMapper permissionMapper;

    @Override
    public User getByUsername(String username) {
        return userMapper.getByUsername(username);
    }

    @Override
    public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {
        System.out.println("自定义登录逻辑");
        //从mysql查询用户
        User user = getByUsername(username);
        List<GrantedAuthority> authorities = new ArrayList<>();
        if(user!=null){
            List<Permission> permissions = permissionMapper.findByUserId(user.getId());
            //设置权限
            permissions.forEach(permission -> {
                if (permission!=null && !StringUtils.isEmpty(permission.getEnname())){
                    GrantedAuthority grantedAuthority = new SimpleGrantedAuthority(permission.getEnname());
                    authorities.add(grantedAuthority);
                }
            });
            // 封装成UserDetails的实现类
            return new org.springframework.security.core.userdetails.User(
                    user.getUsername(),user.getPassword(),authorities);
        }else {
            throw new UsernameNotFoundException("用户名不存在");
        }

    }
}

@Configuration
public class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
    @Autowired
    private UserService userService;

    @Override
    protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
        //设置UserDetailsService的实现类
        auth.userDetailsService(userService);
    }

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

自定义登录页面

默认登录页面通过DefaultLoginPageGeneratingFilter#generateLoginPageHtml生成

DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Logintitle>
head>
<body>
<form action="/user/login" method="post">
    用户名: <input type="text" name="username1"/>
    密码: <input type="password" name="password1"/>
    <input type="submit" value="提交"/>
form>
body>
html>

WebSecurityConfig.configure(HttpSecurity)

@Configuration
@EnableWebSecurity //spring-boot-starter-security依赖不需要添加@EnableWebSecurity
public class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter{

    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.formLogin()  //POST
                .usernameParameter("username1")
                .passwordParameter("password1")
                .loginPage("/login.html")
                .loginProcessingUrl("/user/login")
                //.defaultSuccessUrl("/main.html") // SavedRequestAwareAuthenticationSuccessHandler AuthenticationSuccessHandler
                .successForwardUrl("/tomain") //ForwardAuthenticationSuccessHandler AuthenticationSuccessHandler
                .failureForwardUrl("/toerror"); //ForwardAuthenticationFailureHandler AuthenticationFailureHandler

        http.authorizeRequests()
                .antMatchers("/login.html","/user/login").permitAll()//设置哪些路径可以直接访问，不需要认证
                .anyRequest().authenticated() //需要认证
                .and().csrf().disable(); //关闭csrf防护 from input token
    }
}

登录认证流程

UsernamePasswordAuthenticationFilter#doFilter
认证
ProviderManager#authenticate
AbstractUserDetailsAuthenticationProvider#authenticate => 获取UserDetails & check password
DaoAuthenticationProvider#retrieveUser
UserDetails loadedUser = this.getUserDetailsService().loadUserByUsername(username);
认证异常(failureHandler)
认证成功(successHandler)

自定义成功、自定义失败

    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.formLogin()  //POST
                .usernameParameter("username1")
                .passwordParameter("password1")
                .loginPage("/login.html")
                .loginProcessingUrl("/user/login")
//                .defaultSuccessUrl("/main.html") // SavedRequestAwareAuthenticationSuccessHandler AuthenticationSuccessHandler
//                .successForwardUrl("/tomain") //ForwardAuthenticationSuccessHandler AuthenticationSuccessHandler
//                .failureForwardUrl("/toerror"); //ForwardAuthenticationFailureHandler AuthenticationFailureHandler
                .successHandler(new MyAuthenticationSuccessHandler("/main.html"))
                .failureHandler(new MyAuthenticationFailureHandler("/error.html"));

        http.authorizeRequests()
                .antMatchers("/login.html","/user/login").permitAll()//设置哪些路径可以直接访问，不需要认证
                .anyRequest().authenticated() //需要认证
                .and().csrf().disable(); //关闭csrf防护 from input token
    }

public class MyAuthenticationSuccessHandler implements AuthenticationSuccessHandler {

    private String redirectUrl;

    public MyAuthenticationSuccessHandler(String redirectUrl) {
        this.redirectUrl = redirectUrl;
    }

    @Override
    public void onAuthenticationSuccess(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Authentication authentication) throws IOException, ServletException {
        response.sendRedirect(redirectUrl);
    }
}

public class MyAuthenticationFailureHandler implements AuthenticationFailureHandler {

    private String redirectUrl;

    public MyAuthenticationFailureHandler(String redirectUrl) {
        this.redirectUrl = redirectUrl;
    }

    @Override
    public void onAuthenticationFailure(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, AuthenticationException exception) throws IOException, ServletException {
        response.sendRedirect(redirectUrl);
    }
}

会话管理（Session)

用户认证通过后，为了避免用户的每次操作都进行认证可将用户的信息保存在会话中。spring security提供会话管理，认证通过后将身份信息放入SecurityContextHolder上下文，SecurityContext与当前线程进行绑定，方便获取用户身份。

Session 持久化的过滤器 SecurityContextPersistenceFilter
放在当前线程上下文中ThreadLocal

		HttpRequestResponseHolder holder = new HttpRequestResponseHolder(request,
				response);
		SecurityContext contextBeforeChainExecution = repo.loadContext(holder);

		try {
			SecurityContextHolder.setContext(contextBeforeChainExecution);
			//private static final ThreadLocal contextHolder = new ThreadLocal<>();

			chain.doFilter(holder.getRequest(), holder.getResponse());

		}
		finally {
			SecurityContext contextAfterChainExecution = SecurityContextHolder
					.getContext();
			// Crucial removal of SecurityContextHolder contents - do this before anything
			// else.
			SecurityContextHolder.clearContext();
			repo.saveContext(contextAfterChainExecution, holder.getRequest(),
					holder.getResponse());
			request.removeAttribute(FILTER_APPLIED);

			if (debug) {
				logger.debug("SecurityContextHolder now cleared, as request processing completed");
			}
		}

AbstractAuthenticationProcessingFilter#successfulAuthentication

SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authResult);

@RestController
@RequestMapping("/admin")
public class AdminController {

    @RequestMapping("/demo")
    public String demo() {
        return "spring security demo";
    }

    @RequestMapping("/currentUser")
    public Object currentUser() {
        return SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication();
    }
}

{
    authorities: [
        ....
        {
            authority: "SystemUserView"
        },
        ...
    ],
        details: {
        remoteAddress: "0:0:0:0:0:0:0:1",
        sessionId: "56BC3C1CD1776003C8E5CA08FF204469",
    },
    authenticated: true,
    principal: {
        password: null,
        username: "mendd",
        authorities: [
            ....
            {
                authority: "SystemUserView"
            },
            ...
        ],
        accountNonExpired: true,
        accountNonLocked: true,
        credentialsNonExpired: true,
        enabled: true,
    },
    credentials: null,
    name: "mendd",
}

会话控制

SessionManagementFilter session 可以放在redis中, 现在是存放在内存中

机制	描述
always	如果session不存在总是需要创建
ifRequired	如果需要就创建一个session（默认）登录时
never	Spring Security 将不会创建session，但是如果应用中其他地方创建了session，那么Spring Security将会使用它
stateless	Spring Security将绝对不会创建session，也不使用session。并且它会暗示不使用cookie，所以每个请求都需要重新进行身份验证。这种无状态架构适用于REST API及其无状态认证机制。

@Override
protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
    http.sessionManagement()
    .sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.IF_REQUIRED)
}

会话超时

可以在sevlet容器中设置Session的超时时间，如下设置Session有效期为600s； spring boot 配置文件：

server:
  servlet:
    session:
      timeout: 60s #default 30m

注意：session最低60s,参考源码TomcatServletWebServerFactory#configureSession：

	private long getSessionTimeoutInMinutes() {
		Duration sessionTimeout = getSession().getTimeout();
		if (isZeroOrLess(sessionTimeout)) {
			return 0;
		}
		return Math.max(sessionTimeout.toMinutes(), 1);
	}

@RestController
@RequestMapping("/session")
public class SessionController {

    @GetMapping("/invalid")
    @ResponseStatus(code = HttpStatus.UNAUTHORIZED)
    public String sessionInvalid() {
        return "session失效";
    }
}

会话并发控制

用户在这个手机登录后，他又在另一个手机登录相同账户，对于之前登录的账户是否需要被挤兑，或者说在第二次登录时限制它登录，更或者像腾讯视频VIP账号一样，最多只能五个人同时登录，第六个人限制登录。

ConcurrentSessionFilter 存储
ConcurrentSessionControlAuthenticationStrategy 策略

• maximumSessions：最大会话数量，设置为1表示一个用户只能有一个会话
• expiredSessionStrategy：会话过期策略

http.sessionManagement().invalidSessionUrl("/session/invalid")
       .maximumSessions(1)
       .expiredSessionStrategy(new MySessionInformationExpiredStrategy());

自定义session策略SessionInformationExpiredStrategy

public class MySessionInformationExpiredStrategy implements SessionInformationExpiredStrategy {
    @Override
    public void onExpiredSessionDetected(SessionInformationExpiredEvent event) throws IOException, ServletException {
        HttpServletResponse response = event.getResponse();
        response.setContentType("application/json;charset=UTF-8");
        response.getWriter().write("您已被挤兑下线！");
    }
}

阻止用户第二次登录

sessionManagement也可以配置 maxSessionsPreventsLogin：boolean值，当达到maximumSessions设置的最大会话个数时阻止登录。

http.sessionManagement().invalidSessionUrl("/session/invalid")
        .maximumSessions(1)
        .expiredSessionStrategy(new MySessionInformationExpiredStrategy())
        .maxSessionsPreventsLogin(true);

session 过期之后之前的无法登陆了， 正式不建议使用默认的需要自己实现

要想使用需要配置 maxSessionsPreventsLogin = false

http.sessionManagement().invalidSessionUrl("/session/invalid")
        .maximumSessions(1)
        .expiredSessionStrategy(new MySessionInformationExpiredStrategy())
        .maxSessionsPreventsLogin(false);

集群session

 <dependency>
     <groupId>org.springframework.sessiongroupId>
     <artifactId>spring-session-data-redisartifactId>
 dependency>

 <dependency>
     <groupId>redis.clientsgroupId>
     <artifactId>jedisartifactId>
     <version>3.1.0version>
 dependency>

spring:
  session:
    store-type: redis
  redis:
    host: redis.localhost.com
    database: 5
    password: pwd

SessionManagementFilter
SecurityContextPersistenceFilter
SessionRepositoryFilter#doFilterInternal

try {
	filterChain.doFilter(wrappedRequest, wrappedResponse);
}
finally {
	wrappedRequest.commitSession();
	//SessionRepositoryFilter.this.sessionRepository.save(session);
}

SessionId 是写在cookie 里面的

缺点：

Spring Session + Redis实现分布式Session共享 有个非常大的缺陷, 无法实现跨域名共享session , 只能在单台服务器上共享session , 因为是依赖cookie做的 , cookie 无法跨域。 Spring Session一般是用于多台服务器负载均衡时共享Session的，都是同一个域名，不会跨域。

真正使用还是需要时 oauth2

安全会话cookie

我们可以使用httpOnly和secure标签来保护我们的会话cookie：

• httpOnly：如果为true，那么浏览器脚本将无法访问cookie
• secure：如果为true，则cookie将仅通过HTTPS连接发送

spring boot配置文件：

server:
  servlet:
    session:
      timeout: 60s #default 30m
      cookie:
        http-only: true #httpOnly：如果为true，那么浏览器脚本将无法访问cookie
        secure: true #如果为true，则cookie将仅通过HTTPS连接发送

RememberMe = RememberMeAuthenticationFilter

create table persistent_logins (
    username varchar(64) not null, 
    series varchar(64) primary key,
    token varchar(64) not null, 
    last_used timestamp not null
)

@Autowired
public DataSource dataSource;

public PersistentTokenRepository persistentTokenRepository(){
    JdbcTokenRepositoryImpl jdbcTokenRepository = new JdbcTokenRepositoryImpl();
    //设置数据源
    jdbcTokenRepository.setDataSource(dataSource);
    return jdbcTokenRepository;
}

@Override
protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {

//记住我
http.rememberMe()
    .tokenRepository(persistentTokenRepository())//设置持久化仓库
    .tokenValiditySeconds(3600) //超时时间,单位s 默认两周
    .userDetailsService(userService);  //设置自定义登录逻辑
}

<input type="checkbox" name="remember-me" value="true"/><br/>

退出登录 LogoutFilter

Spring security默认实现了logout退出，用户只需要向 Spring Security 项目中发送 /logout 退出请求即可。

自定义退出逻辑

http.logout()
.logoutUrl("/logout")
.logoutSuccessUrl("/login.html");

SecurityContextLogoutHandler
当退出操作出发时，将发生：

• 销毁HTTPSession 对象
• 清除认证状态
• 跳转到 /login.html

LogoutSuccessHandler
退出成功处理器，实现 LogoutSuccessHandler 接口 ，可以自定义退出成功处理逻辑。

CSRF CsrfFilter

CSRF（Cross-site request forgery）跨站请求伪造，也被称为“OneClick Attack” 或者 Session Riding。通过伪造用户请求访问受信任站点的非法请求访问。

跨域：只要网络协议，ip 地址，端口中任何一个不相同就是跨域请求。

客户端与服务进行交互时，由于 http 协议本身是无状态协议，所以引入了cookie进行记录客户端身份。在cookie中会存放session id用来识别客户端身份的。在跨域的情况下，session id 可能被第三方恶意劫持，通过这个 session id 向服务端发起请求时，服务端会认为这个请求是合法的，可能发生很多意想不到的事情。

防御CSRF攻击策略

• 验证 HTTP Referer 字段
• 在请求地址中添加 token 并验证
• 在 HTTP 头中自定义属性并验证

从 Spring Security4开始CSRF防护默认开启，默认会拦截请求，进行CSRF处理。CSRF为了保证不是其他第三方网站访问，要求访问时携带参数名为 _csrf 值为token(token 在服务端产生，在渲染请求页面时埋入页面)的内容，如果token和服务端的token匹配成功，则正常访问。

@Configuration
public class CSRFWebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
    @Bean
    public PasswordEncoder passwordEncoder() {
//        return NoOpPasswordEncoder.getInstance();
        return new BCryptPasswordEncoder();
    }

    @Override
    protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
        auth.inMemoryAuthentication()
                .withUser("mendd")
                .password(passwordEncoder().encode("123456"))
                .authorities("admin");
    }

    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.formLogin()
                .loginPage("/showLogin")
                .loginProcessingUrl("/login")
                .defaultSuccessUrl("/main.html");
        http.authorizeRequests()
                .antMatchers("/showLogin").permitAll()
                .anyRequest().authenticated();
//        http.csrf().disable();
    }
}

@Controller
public class LoginController {
    @RequestMapping("/showLogin")
    public String showLogin() {
        return "login";
    }
}

DOCTYPE html>
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml"
      xmlns:th="http://www.thymeleaf.org">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Logintitle>
head>
<body>
<form action="/login" method="post">
    <input type="hidden" th:value="${_csrf.token}" name="_csrf" th:if="${_csrf}"/>
    用户名: <input type="text" name="username1"/><br/>
    密码: <input type="password" name="password1"/><br/>
    记住我: <input type="checkbox" name="remember-me" value="true"/><br/>
    <input type="submit" value="提交"/>
form>
body>
html>

修改配置类

http.csrf().disable(); //关闭csrf防护

原理

Spring Security是如何完成身份认证的？

1. 用户名和密码被过滤器获取到，封装成Authentication,通常情况下是UsernamePasswordAuthenticationToken这个实现类
2. AuthenticationManager 身份管理器负责验证这个Authentication
3. 认证成功后，AuthenticationManager身份管理器返回一个被填充满了信息的（包括上面提到的权限信息，身份信息，细节信息，但密码通常会被移除）Authentication实例
4. SecurityContextHolder安全上下文容器将第3步填充了信息的Authentication，通过SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(…)方法，设置到其中

相关接口

• AuthenticationManager 认证管理器，用于处理一个认证请求,提供了认证方法的入口

public interface AuthenticationManager {
	Authentication authenticate(Authentication authentication) throws AuthenticationException;
}

• ProviderManager是 AuthenticationManager 的一个实现类，提供了基本的认证逻辑和方法；它包含了一个List属性，通过 AuthenticationProvider 接口来扩展出多种认证方式，实际上这是委托者模式的应用（Delegate）

• Authentication在spring security中是最高级别的身份/认证的抽象，由这个顶级接口，我们可以得到用户拥有的权限信息列表，密码，用户细节信息，用户身份信息，认证信息

• UsernamePasswordAuthenticationToken实现了 Authentication主要是将用户输入的用户名和密码进行封装，并供给 AuthenticationManager 进行验证；验证完成以后将返回一个认证成功的 Authentication 对象

public interface Authentication extends Principal, Serializable {
    //1.权限信息列表，可使用AuthorityUtils.commaSeparatedStringToAuthorityList("admin,ROLE_ADMIN")返回字符串权限集合
    Collection<? extends GrantedAuthority> getAuthorities();
    //2.密码信息，用户输入的密码字符串，在认证过后通常会被移除，用于保障安全。
    Object getCredentials();
    //3.认证时包含的一些信息，web应用中的实现接口通常为 WebAuthenticationDetails，它记录了访问者的ip地址和sessionId的值。
    Object getDetails();
    //4.身份信息，大部分情况下返回的是UserDetails接口的实现类
    Object getPrincipal();
    //5.是否被认证，认证为true   
    boolean isAuthenticated();
    //6.设置是否能被认证
    void setAuthenticated(boolean isAuthenticated) throws IllegalArgumentException;
}

• SecurityContextHolder 用于存储安全上下文（security context）的信息，SecurityContextHolder默认使用ThreadLocal 策略来存储认证信息
  SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication()

• UserDetailsService

public interface UserDetailsService {
   // 根据用户名加载用户信息
   UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException;
}

• UserDetails 用户信息核心接口，默认实现类org.springframework.security.core.userdetails.User

• PasswordEncoder BCryptPasswordEncoder 是 Spring Security 官方推荐的密码解析器 。BCryptPasswordEncoder 是对 bcrypt 强散列方法的具体实现，是基于Hash算法实现的单向加密，可以通过strength控制加密强度，默认 10。

String passwd = BCrypt.hashpw("123",BCrypt.gensalt());
boolean checkpw = BCrypt.checkpw("123", passwd);

用户授权（访问控制）

• web授权: url拦截进行授权 FilterSecurityInterceptor
  
• 方法授权: 方法拦截进行授权 MethodSecurityInterceptor
  

未登录匿名用户： anonymousUser AnonymousAuthenticationFilter

web授权: url拦截进行授权 FilterSecurityInterceptor

http.authorizeRequests()
            //设置哪些路径可以直接访问，不需要认证
            .antMatchers("/user/login","/login.html").permitAll()
            .anyRequest().authenticated();  //需要认证才能访问

访问控制的url匹配

• anyRequest() 表示匹配所有的请求 .anyRequest().authenticated()
• antMatchers(String… antPatterns) .antMatchers("/js/**","/css/**").permitAll()

通配符	说明
?	匹配任何单字符
*	匹配0或者任意数量的字符
**	匹配0或者更多的目录

• regexMatchers() 使用正则表达式进行匹配 .regexMatchers( ".+[.]js").permitAll()
• mvcMatchers() 适用于配置了 servletPath 的情况 spring.mvc.servlet.path=/web & .mvcMatchers("/admin/demo").servletPath("/web").permitAll()

RequestMatcher接口

实现类	介绍
AnyRequestMatcher	匹配任何请求
AntPathRequestMatcher	使用ant风格的路径匹配模板匹配请求
ELRequestMatcher	使用EL表达式匹配请求
IpAddressMatcher	基于IP地址匹配请求，支持IPv4和IPv6
MediaTypeRequestMatcher	基于MediaType匹配请求
RegexRequestMatcher	基于正则表达式匹配请求
RequestHeaderRequestMatcher	基于头部值比较匹配请求
AndRequestMatcher	and组合多个RequestMatcher
OrRequestMatcher	or组合多个RequestMatcher
NegatedRequestMatcher	not操作一个RequestMatcher
MvcRequestMatcher	使用Spring MVC的HandlerMappingIntrospector匹配请求

内置的访问控制

• 【常用】#permitAll() 方法，所有用户可访问。

• 【常用】#denyAll() 方法，所有用户不可访问。

• 【常用】#authenticated() 方法，登录用户可访问。

• #anonymous() 方法，无需登录，即匿名用户可访问。

• #rememberMe() 方法，通过 remember me登录的用户可访问。

• #fullyAuthenticated() 方法，非 remember me 登录的用户可访问。

• #hasIpAddress(String ipaddressExpression) 方法，来自指定 IP 表达式的用户可访问。

• 【常用】#hasRole(String role) 方法， 拥有指定角色的用户可访问，角色将被增加“ROLE_” 前缀。

• 【常用】#hasAnyRole(String... roles) 方法，拥有指定任一角色的用户可访问。

• 【常用】#hasAuthority(String authority) 方法，拥有指定权限(authority)的用户可访问。

• 【常用】#hasAuthority(String... authorities) 方法，拥有指定任一权限(authority)的用户可访问。

• 【最牛】#access(String attribute) 方法，当 Spring EL 表达式的执行结果为 true 时，可以访问。

自定义403处理方案

使用 Spring Security 时经常会看见 403（无权限）。Spring Security 支持自定义权限受限处理，需要实现 AccessDeniedHandler接口

public class MyAccessDeniedHandler implements AccessDeniedHandler {

    @Override
    public void handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, AccessDeniedException accessDeniedException) throws IOException, ServletException {
        response.setStatus(HttpServletResponse.SC_FORBIDDEN);
        response.setHeader("Content-Type", "application/json;charset=utf-8");
        PrintWriter out = response.getWriter();
        out.write("{\"status\":\"error\",\"msg\":\"权限不足，请联系管理员！\"}");
        out.flush();
        out.close();
    }
}

http.exceptionHandling().accessDeniedHandler(new MyAccessDeniedHandler());

{
	status: "error",
	msg: "权限不足，请联系管理员！",
}

基于表达式的访问控制

access 表达式根对象的基类是SecurityExpressionRoot，提供了一些在web和方法安全性中都可用的通用表达式。

https://docs.spring.io/spring-security/site/docs/5.2.7.RELEASE/reference/htmlsingle/#tech-intro-access-control

可以通过 access() 实现和之前学习的权限控制完成相同的功能。

.antMatchers("/user/login","/login.html").access("permitAll")
.antMatchers("/admin/demo").access("hasAuthority('System')") 

自定义方法 ExceptionTranslationFilter

认证异常 AuthenticationException login
授权异常 AccessDeniedException 403 accessDeniedHandler.handle(request, response,(AccessDeniedException) exception);

判断登录用户是否具有访问当前 URL 的权限。

在 access 中通过bean的beanName.方法(参数)的形式进行调用：

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

@Component
public class MySecurityExpression {

    public boolean hasPermission(HttpServletRequest request, Authentication authentication) {
        // 获取主体
        Object obj = authentication.getPrincipal();
        if (obj instanceof UserDetails){
            UserDetails userDetails = (UserDetails) obj;
            //
            String name = request.getParameter("name");
            //获取权限
            Collection<? extends GrantedAuthority> authorities = userDetails.getAuthorities();
            //判断name值是否在权限中
            return authorities.contains(new SimpleGrantedAuthority(name));
        }
        return false;
    }
}

方法授权: 方法拦截进行授权 MethodSecurityInterceptor

基于注解的访问控制： Spring Security在方法的权限控制上支持三种类型的注解

• JSR-250注解
• @Secured注解
• 支持表达式的注解

启用：@EnableGlobalMethodSecurity 默认没有启用

• Service 接口或方法上
• Controller或 Controller 的方法

JSR-250注解 角色

• @RolesAllowed 表示访问对应方法时所应该具有的角色
• @PermitAll 表示允许所有的角色进行访问，也就是说不进行权限控制
• @DenyAll 是和PermitAll相反的，表示无论什么角色都不能访问 只能定义在方法上

开启注解 @EnableGlobalMethodSecurity(jsr250Enabled = true)

@EnableGlobalMethodSecurity(jsr250Enabled = true)
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {

@RolesAllowed({"ROLE_USER", "ROLE_ADMIN"})
//@PermitAll
@GetMapping("/demo")
public String demo() {
    return "spring security demo";
}

@Secured注解 角色

@Secured 是专门用于判断是否具有角色的，能写在方法或类上。参数要以 ROLE_开头。

开启注解 @EnableGlobalMethodSecurity(securedEnabled = true)

@EnableGlobalMethodSecurity(securedEnabled = true)
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {

@Secured("ROLE_ADMIN")
@GetMapping("/demo")
public String demo() {
    return "spring security demo";
}

支持表达式的注解 权限

Spring Security中定义了四个支持使用表达式的注解，分别是

• @PreAuthorize 方法调用前
• @PostAuthorize 方法调用后
• @PreFilter 集合类型的参数过滤
• @PostFilter 返回值进行过滤

@EnableGlobalMethodSecurity(prePostEnabled = true)
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {

1. 使用@PreAuthorize进行访问控制

//@PreAuthorize("hasRole('ROLE_ADMIN')")
//@PreAuthorize("hasRole('ROLE_USER') or hasRole('ROLE_ADMIN')")
//限制只能查询Id小于10的用户
@PreAuthorize("#id<10")
@RequestMapping("/findById")
public User findById(long id) {
    User user = new User();
    user.setId(id);
    return user;
}


// 限制只能查询自己的信息
@PreAuthorize("principal.username.equals(#username)")
@RequestMapping("/findByName")
public User findByName(String username) {
    User user = new User();
    user.setUsername(username);
    return user;
}

//限制只能新增用户名称为abc的用户
@PreAuthorize("#user.username.equals('abc')")
@RequestMapping("/add")
public User add(User user) {
    return user;
}

2. @PostAuthorize可以在方法调用完之后进行权限检查

// 在方法find()调用完成后进行权限检查，如果返回值的id是偶数则表示校验通过，否则表示校验失败，将抛出AccessDeniedException
@PostAuthorize("returnObject.id%2==0")
public User find(int id) {
    User user = new User();
    user.setId(id);
    return user;
}

3. 使用@PreFilter和@PostFilter进行过滤

使用@PreFilter和@PostFilter可以对集合类型的参数或返回值进行过滤。使用@PreFilter和@PostFilter时，Spring Security将移除使对应表达式的结果为false的元素。

@PostFilter("filterObject.id%2==0")
public List<User> findAll() {
    List<User> userList = new ArrayList<User>();
    User user;
    for (int i=0; i<10; i++) {
        user = new User();
        user.setId(i);
        userList.add(user);
    }
    return userList;
}

@PreFilter(filterTarget="ids", value="filterObject%2==0")
public void delete(List<Integer> ids, List<String> usernames) {

}

授权原理

重写 #configure(HttpSecurity http) 方法，主要配置 URL 的权限控制

调用 HttpSecurity#authorizeRequests() 方法，开始配置 URL 的权限控制。

@Override
protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
	    http
            // 配置请求地址的权限
            .authorizeRequests()
                .antMatchers("/test/echo").permitAll() // 所有用户可访问
                .antMatchers("/test/admin").hasRole("ADMIN") // 需要 ADMIN 角色
                .antMatchers("/test/normal").access("hasRole('ROLE_NORMAL')") // 需要 NORMAL 角色。
                // 任何请求，访问的用户都需要经过认证
                .anyRequest().authenticated()
            .and()
            	// 设置 Form 表单登录
            	//自定义登录页面，可以通过 #loginPage(String loginPage) 设置
            	.formLogin()
				//.loginPage("/login") // 登录 URL 地址
             	.permitAll() // 所有用户可访问
            .and()
            	// 配置退出相关
            	.logout()
				//.logoutUrl("/logout") // 退出 URL 地址
            	.permitAll(); // 所有用户可访问
}

@Configuration
@EnableGlobalMethodSecurity(prePostEnabled = true)
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {

@RestController
@RequestMapping("/demo")
public class DemoController {

    @PermitAll
    @GetMapping("/echo")
    public String demo() {
        return "示例返回";
    }

    @GetMapping("/home")
    public String home() {
        return "我是首页";
    }

    @PreAuthorize("hasRole('ROLE_ADMIN')")
    @GetMapping("/admin")
    public String admin() {
        return "我是管理员";
    }

    @PreAuthorize("hasRole('ROLE_NORMAL')")
    @GetMapping("/normal")
    public String normal() {
        return "我是普通用户";
    }

}

授权流程. 基于Filter

1. 拦截请求，已认证用户访问受保护的web资源将被SecurityFilterChain中的 FilterSecurityInterceptor 的子 类拦截
2. 获取资源访问策略，FilterSecurityInterceptor会从 SecurityMetadataSource 的子类 DefaultFilterInvocationSecurityMetadataSource 获取要访问当前资源所需要的权限Collection 。SecurityMetadataSource其实就是读取访问策略的抽象，而读取的内容，其实就是我们配置的访问规则
3. 最后，FilterSecurityInterceptor会调用 AccessDecisionManager 进行授权决策，若决策通过，则允许访问资 源，否则将禁止访问

基于AOP MethodSecurityInterceptor#invoke

public Object invoke(MethodInvocation mi) throws Throwable {
	InterceptorStatusToken token = super.beforeInvocation(mi);

	Object result;
	try {
		result = mi.proceed();
	}
	finally {
		super.finallyInvocation(token);
	}
	return super.afterInvocation(token, result);
}

相关接口

• AccessDecisionManager 采用投票的方式来确定是否能够访问受保护资源。 AccessDecisionManager中包含的一系列AccessDecisionVoter将会被用来对Authentication是否有权访问受保护对象进行投票，AccessDecisionManager根据投票结果，做出最终决策 。

Spring Security实现原理

核心配置 @EnableWebSecurity

https://www.processon.com/view/link/5fa53783637689653d8af2f7

@Retention(value = java.lang.annotation.RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(value = { java.lang.annotation.ElementType.TYPE })
@Documented
@Import({ WebSecurityConfiguration.class,
        SpringWebMvcImportSelector.class,
        OAuth2ImportSelector.class })
@EnableGlobalAuthentication
@Configuration
public @interface EnableWebSecurity {

    /**
     * Controls debugging support for Spring Security. Default is false.
     * @return if true, enables debug support with Spring Security
     */
    boolean debug() default false;
}

过滤器

SecurityFilterChain

• SecurityContextPersistenceFilter 两个主要职责：请求来临时，创建 SecurityContext安全上下文信息，请求结束时清空SecurityContextHolder。过滤器负责核心的处理流程，存储安全上下文和读取安全上下文的工作完全委托给了HttpSessionSecurityContextRepository去处理
• UsernamePasswordAuthenticationFilter 表单提交了username和password，被封装成token进行一系列的认证，便是主要通过这个过滤器完成的，在表单认证的方法中，这是最最关键的过滤器。
• ExceptionTranslationFilter 异常转换过滤器位于整个springSecurityFilterChain的后方，用来转换整个链路中出现的异常。此过滤器本身不处理异常，而是将认证过程中出现的异常交给内部维护的一些类去处理，一般处理两大类异常：AccessDeniedException访问异常和AuthenticationException认证异常。
• FilterSecurityInterceptor 从SecurityContextHolder中获取Authentication对象，然后比对用户拥有的权限和资源所需的权限。这是一个方法级的权限过滤器, 基本位于过滤链的最底部 。这个过滤器决定了访问特定路径应该具备的权限，访问的用户的角色，权限是什么？访问的路径需要什么样的角色和权限？这些判断和处理都是由该类进行的。
• HeaderWriterFilter 用来给http响应添加一些Header,比如X-Frame-Options, X-XSS-Protection*，X-Content-Type-Options
• CsrfFilter 在spring4中被默认开启的一个过滤器，用于防止csrf攻击（跨站点请求伪造（Cross-site request forgery））
• LogoutFilter 处理注销的过滤器
• RequestCacheAwareFilter 内部维护了一个RequestCache，用于缓存request请求
• SecurityContextHolderAwareRequestFilter ：对ServletRequest进行了一次包装，使得request具有更加丰富的API
• SessionManagementFilter 和session相关的过滤器，内部维护了一个SessionAuthenticationStrategy，两者组合使用，常用来防止会话固定攻击保护（ session-fixation protection attack），以及限制同一用户开启多个会话的数量
• AnonymousAuthenticationFilter 匿名身份过滤器，spring security为了兼容未登录的访问，也走了一套认证流程，只不过是一个匿名的身份

链路

public abstract class AbstractSecurityWebApplicationInitializer
		implements WebApplicationInitializer {

主线源码分析

https://www.processon.com/view/link/5fa3ae25e401fd45d10296e1

扩展知识 — Spring Authorization Server

扩展知识:

Spring官方已经不在维护Spring Security OAuth，官方单独启动一个授权服务器项目Spring Authorization Server

Spring Authorization Server 是 Spring 团队最新开发适配 OAuth 协议的授权服务器项目，旨在替代原有的 Spring Security OAuth Server

• 已支持授权码、客户端、刷新、注销等 OAuth 协议

• SAS 项目已经迁移至官方正式仓库维护，成为官方的正式子项目
  官方主页：https://spring.io/projects/spring-authorization-server

• Spring 团队正式宣布 Spring Security OAuth 停止维护，该项目将不会再进行任何的迭代；

• 作为 SpringBoot 3.0 的过渡版本 SpringBoot 2.7.0 过期了大量关于 SpringSecurity 的配置类，如沿用旧版本过期配置无法向上升级；

• Spring团队原计划只提供 OAuth2 中的 Client 和 Resource Server功能。无奈广大人民强烈请求提供Authorization Server 功能，所以Spring团队便单独启动了一个项目做支持，名为Spring Authorization Server。官方说明：Announcing the Spring Authorization Server

https://docs.spring.io/spring-authorization-server/docs/current/reference/html/getting-started.html#system-requirements