六：Day05_Spring Security01

一、Spring Security引入

Spring Security 是一个功能强大且高度可定制的身份验证和访问控制（认证和授权）框架。它是保护基于 Spring 应用程序的事实标准。

2. 认证授权

• 认证授权实现平台所有用户的身份认证与用户授权功能。

2.1 什么是用户认证

• 认证：Authentication

验证某个用户能否访问该系统。一般要求用户提供用户名和密码，手机号验证码等，系统通过校验来完成认证过程。

2.2 什么是用户授权

• 授权：Authorization

用户认证通过后去访问系统的资源，系统会判断用户是否拥有访问资源的权限，只允许访问有权限的系统资源，没有权限的资源将无法访问。

3. 常见认证方式

3.1 Http basic 认证

http basic auth 通过使用Restful风格开发，每次请求服务器都携带用户名和密码。这种方式使用越来越少，因为不安全。

3.2 Session 认证

会话认证就是为一次请求认证在服务端创建一个Session对象，同时在客户端的浏览器段创建了一个Cookie对象（保存sessionID），通过客户端带上来Cookie对象来与服务器端Session对象匹配实现用户状态管理的。

3.3 Token 认证

使用基于Token的身份验证方法，在服务端不需要存储用户的登录记录。大概流程如下：

1. 客户端使用用户名和密码请求登录

2. 服务端收到请求，去验证用户名与密码

3. 验证成功后，服务器颁发一个Token,再把这个Token发送给客户端

4. 客户端收到Token以后把它存储起来

5. 客户端每次向服务器端请求资源的时候需要带着Token

6. 服务端收到请求，然后去验证客户端请求里面带着的Token,如果验证成功，就向客户端返回请求的数据。

3.4 OAuth2 认证

 例如：微信扫码认证，这是一种第三方认证的方式，这种认证方式是基于OAuth2协议实现。

OAUTH协议为用户资源的授权提供了一个安全的、开放而又简易的标准。同时，任何第三方都可以使用OAUTH认证服务，任何服务提供商都可以实现自身的OAUTH认证服务。

二、Spring Security介绍

• 两个主要区域是“认证（authentication）”和“授权（authorization）”。这两点也是Spring Security重要核心功能。
• Spring Security 是一个功能强大且高度可定制的身份验证和访问控制框架，它是一个专注于为 Java 应用程序提供身份验证和授权的框架。

Spring Security项目主页：Spring Security

Spring cloud Security： Spring Cloud Security

三、认证快速入门

1. 引入依赖

 

    org.springframework.boot
    spring-boot-starter-web

 

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

2. 创建控制器

@RestController
public class UserController {

    @RequestMapping("show")
    public String show(){
        return "Hello World!";
    }
}

3. 访问资源

导入spring-boot-starter-security启动器后，Spring Security已经生效，默认拦截全部请求，如果用户没有登录，跳转到内置登录页面。

4. 完成登录

5. 自定义登录用户名和密码

spring:
  security:
    user:
      name: root
      password: root

四、自定义认证逻辑（重要）

1. UserDetailsService接口

当什么也没有配置的时候，账号和密码是由Spring Security定义生成的，存储在内存中。

而在实际项目中账号和密码都是从数据库中查询出来的。 所以我们需要通过自定义逻辑控制认证（登录）逻辑。

如果需要自定义逻辑时，只需要实现UserDetailsService接口即可。

接口定义如下：

• 默认策略：浏览器发起请求，经过拦截器：

  • 没有认证（没有登录），执行UserDetailsService接口实现类InMemoryUserDetailsManager中loadUserByUsername()方法，将输入的用户名和内存中用户名完成比较，用户名比较通过后，再比较输入的密码和内存中的密码。

• 如果用户名和密码需要从数据库查询后再完成比较，重写UserDetailsService接口中的loadUserByUsername()方法即可。

  • 思路分析：

    没有认证（没有登录），执行UserDetailsService接口自定义实现类中loadUserByUsername()方法，根据用户名在数据库中查询数据，查询到了数据，再完成密码的比较。

1.2 返回值UserDetails

1.2.1 UserDetails接口

1.2.2 User实现类

• User的全限定路径：

org.springframework.security.core.userdetails.User 此处经常和系统中自己开发的User类弄混。

• 构造方法：

构造方法有两个。三个参数的构造方法实际上也是调用7个参数的构造方法。

3.自定义认证准备

2.1 准备流程

1.  创建数据库表。
2. 引入mybatis-plus，mysql,Spring Security相关依赖。
3. 在配置文件中配置数据源和mybatis-plus相关配置。
4. 创建实体类。
5. UserServiceImp实现UserDetailsService接口，并重写loadUserByUsername方法。
6. 创建配置类。将BCryptPasswordEncoder（实现PasswordEncoder接口 ）交由Spring容器管理。

2.2 UserServiceImpl的编写

@Service
public class UserServiceImpl implements UserDetailsService {
    @Autowired
    private UserMapper userMapper;

    /**
     * @param username  前端登录时提交的用户名
     * @return          用户的认证信息，要求必须为UserDetails接口的实现类
     * @throws UsernameNotFoundException  用户名没有找到时的异常
     */
    @Override
    public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {
        LambdaQueryWrapper wrapper = new LambdaQueryWrapper<>();
        wrapper.eq(User::getUsername, username);
        User myUser = userMapper.selectOne(wrapper);
        if (myUser == null){
            throw new UsernameNotFoundException("用户名不存在");
        }

        /*
         * org.springframework.security.core.userdetails.User为UserDetails接口的实现类。
         * 也可以自定义的User实现UserDetail接口提供对应的属性。
         * */
        //参数一：用户名  参数二：密码  参数三：权限（暂时不授权，创建个没有元素集合。不能指定null）
        ArrayList list = new ArrayList<>();
        org.springframework.security.core.userdetails.User user = new org.springframework.security.core.userdetails.User(
                myUser.getUsername(), myUser.getPassword(), list);
        return user;
    }
}

2.3 PasswordEncoder接口实现类

@Configuration
public class SecurityConfig {
    //密码比较，加密器
    @Bean
    public PasswordEncoder getPwdEncoder() {
        return new BCryptPasswordEncoder();
    }
}

2.PasswordEncoder接口

Spring Security要求容器中必须有PasswordEncoder接口实现类对象。进行密码校验和密码加密。

2.1 介绍

encode()	将密码进行加密。可以用在注册用户中，将用户提交的密码加密后再存储到数据库中。
matches()	用户登录时，将新提交的密码进行加密，加密后和数据库中存储的已经加密的密码进行校验。密码匹配，返回true；不匹配，返回false。 第1个参数：新提交的密码。第2个参数：数据库中存储的已经加密的密码。
upgradeEncoding()	用于判断是否需要对密码进行再次加密，以使得密码更加安全, 默认：false不需要。

2.2 接口实现类

Spring security中有多种实现类完成密码加密：

1. MD5算法的Md5PasswordEncoder（不再被广泛使用 ）。
2. SHA 算法的ShaPasswordEncoder。
3. BCrypt算法的BCryptPasswordEncoder。BCryptPasswordEncoder是Spring Security官方推荐的密码解析器

2.3 实现类BCryptPasswordEncoder

@SpringBootTest
class SpringsecurityApplicationTests {

    @Test
    void contextLoads() {
        BCryptPasswordEncoder bpe = new BCryptPasswordEncoder();
        String encode = bpe.encode("123456");
        System.out.println(encode); 

        boolean matches = bpe.matches("123456", encode);
        System.out.println(matches); 
    }
}

2.4创建配置类

• 创建配置类，将BCryptPasswordEncoder交由Spring容器管理。

@Configuration
public class SecurityConfig {
    //密码比较，加密器
    @Bean
    public PasswordEncoder getPwdEncoder() {
        return new BCryptPasswordEncoder();
    }
}

五、自定义登录页面（重点）

1. 创建登录页面

pring Security中不仅仅提供了登录页面，还支持用户自定义登录页面。

2. 修改配置类

• 修改过滤器链中的配置

1. 请求授权设置

   1. login.html 没有认证，可以被访问

   2. 其它请求没有认证，不可以被访问

2. 自定义的登录的请求能够被拦截

   • 登录请求被拦截后，Spring Security会获取登录请求的用户名和密码，获取后调用自定义UserDetailsService接口实现类UserServiceImpl，从数据库中根据获取的用户名进行查询和后续的密码校验。

   • 注意：此过程不经过控制器。

   • 设置登录页面的访问路径

   • 设置登录请求的访问路径

   • 也可以设置登录成功后请求的资源

   • 也可以设置登录失败后请求的资源

3. 自定义登录请求需要关闭CSRF。

@Configuration
public class SecurityConfig {
    //滤器链的相关设置
    @Bean
    public SecurityFilterChain filterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
        //请求授权设置。
        /*
         * antMatchers()：对指定的请求url进行控制
         * permitAll()：允许访问
         * anyRequest()：任意一个请求url的控制
         * authenticated()：认证后便可以访问
         * */
        http.authorizeRequests()
                .antMatchers("/login.html").permitAll()  //login.html不需要被认证
                .anyRequest().authenticated();  //其它任意的请求都必须被认证，必须认证(登录成功)后就可以直接访问

        //Form表单提交请求的处理。（可以为传统form表单提交，ajax提交）
        http.formLogin()
                .loginPage("/login.html")           //登录页面对应的地址，退出登录功能时会使用
                .loginProcessingUrl("/user/login")  //登录的url，SpringSecurity会拦截该请求，执行登录的处理
                .successForwardUrl("/user/ok")      //登录成功跳转的资源。默认只接收post请求
                .failureForwardUrl("/user/err");    //登录失败跳转的资源
                .usernameParameter("uname")        //自定义用户名参数名
                .passwordParameter("pwd");         //自定义密码参数名

        //关闭csrf防护
        http.csrf().disable();
        return http.build();
    }
    //密码比较，加密器
    @Bean
    public PasswordEncoder getPwdEncoder() {
        return new BCryptPasswordEncoder();
    }
}

六、认证流程源码分析

1. UsernamePasswordAuthenticationFilter

• 用户提交登录请求后执行UsernamePasswordAuthenticationFilter

2 . AuthenticationManager

• ProviderManager为AuthenticationManager接口的实现类实现了authenticate方法

3. DaoAuthenticationProvider

• 调用父类AbstractUserDetailsAuthenticationProvider中的authenticate方法

• 接收到UserDetails接口实现类User对象后，继续进行相关验证

• 认证通过后会调用createSuccessAuthentication方法，在该方法中new 了一个 UsernamePasswordAuthenticationToken，因为到这里认证已经通过了，所以将 authorities(授权数据) 注入进去，并设置 authenticated 为 true，已经被认证。  

4. AbstractAuthenticationProcessingFilter

5. 流程总结

1. 用户在浏览器中随意输入一个URL。

2. Spring Security 会判断当前是否已经被认证（登录）如果已经认证，正常访问URL。如果没有被认证跳转到loginPage()对应的URL中，显示登录页面。

3. 用户输入用户名和密码点击登录按钮后，发起请求。

4. 如果url和loginProcessingUrl()一样才执行登录流程。否则需要重新认证。

5. 执行登录流程时首先被UsernamePasswordAuthenticationFilter进行过滤，取出用户名和密码，放入到容器(UsernamePasswordAuthenticationToken)中。根据usernameParameter和passwordParameter获取用户名和密码，如果没有配置这两个方法，默认为请求参数名username和password，把UsernamePasswordAuthenticationToken 交给 AuthenticationManager对象进行匹配管理，在当前方法中会进行认证方式匹配（AuthenticationProvider ）

6. 我们使用表单是AbstractUserDetailsAuthenticationProvider，再次调用retrieveUser()执行自定义登录逻辑UserDetailsService的实现类。返回数据库中保存当前用户信息，然后调用三次检查方法

   1. preAuthenticationChecks.check(user);（账号是否锁定，账号是否启用，账号是否过期）

   2. additionalAuthenticationChecks(user,authentication);（密码是否为null，密码是否正确）

   3. postAuthenticationChecks.check(user);（密码是否过期）

7. 经过AbstractAuthenticationProcessingFilter中doFliter()进行跳转：

   1. 登录成功，执行onAuthenticationSuccess方法，重定向到指定的资源。

      • 通过session存储用户的认证信息。一个客户端会分配一个线程，在seesion中存储时为了保证线程安全，使用ThreadLocal存储认证信息。

        • ThreadLocal：

        • 存储在ThreadLocal中的数据可以保证线程安全。

   2. 登录失败，执行onAuthenticationFailure方法，请求转发到指定的资源。

   • 注意：如果没有配置成功和失败转发URL，会跳转到用户访问的URL。

七、退出登录

1. 创建退出登录

• 退出登录的请求路径为logout，会被过滤器拦截，拦截后会跳转到登录页面。

    
    


    退出登录

2. 设置退出登录

• 注意：退出登录后会清除认证信息，只有配置了放行的资源才能够跳转。

//退出登录相关自定义（可以不用定义）
http.logout()
        .logoutUrl("/mylogout")         //自定义退出访问的路径
        .logoutSuccessUrl("/user/login.html");  //自定义退出成功后跳转的资源       

3. logout流程源码分析

 

 

八、Remember Me

• Spring Security 中Remember Me为 "记住我" 功能，Spring Security会自动把用户信息存储到数据源中，以后就可以不登录进行访问。

• 用户只需要在登录表单中添加复选框，并且name="remember-me" value="true"。

1. 修改登录页面

    
    



    用户名： 

    密码： 

    记住我： 

    

2. 添加配置类

@Configuration
public class RememberMeConfig {
    @Autowired
    private DataSource dataSource;
    @Bean
    public PersistentTokenRepository getPersistentTokenRepository() {
        JdbcTokenRepositoryImpl jdbcTokenRepositoryImpl=new JdbcTokenRepositoryImpl();
        jdbcTokenRepositoryImpl.setDataSource(dataSource);
        // 自动建表，第一次启动时需要，第二次启动时注释掉
        //jdbcTokenRepositoryImpl.setCreateTableOnStartup(true);
        return jdbcTokenRepositoryImpl;
    }
}

3. 修改SecurityConfig配置类

@Configuration
public class SecurityConfig {
    
    //注入UserDetailsService
    @Autowired
    private UserDetailsService userDetailsService;

    //滤器链的相关设置
    @Bean                                                     //新添加，令牌库
    public SecurityFilterChain filterChain(HttpSecurity http, PersistentTokenRepository tokenRepository) throws Exception {
		
        // 其它配置需要添加 ...

        //remember Me
        http.rememberMe()
                // .tokenValiditySeconds(120)     //单位：秒。默认2周
                // .rememberMeCookieDomain("/")   //设置cookie的域
                .tokenRepository(tokenRepository)
                .userDetailsService(userDetailsService);
        
        return http.build();
    }
    //密码比较，加密器
    @Bean
    public PasswordEncoder getPwdEncoder() {
        return new BCryptPasswordEncoder();
    }
}