1. 前言

本節(jié)將對 Spring Security 中的密碼編碼進行一些探討。

2. 不推薦使用md5

首先md5 不是加密算法，是哈希摘要。以前通常使用其作為密碼哈希來保護密碼。由于彩虹表的出現，md5 和sha1之類的摘要算法都已經不安全了。如果有不相信的同學 可以到一些解密網站 如 cmd5 網站嘗試解密 你會發(fā)現 md5 和 sha1 是真的非常容易被破解。

3. Spring Security中的密碼算法

ObjectProvider<PasswordEncoder>參數。這里的PasswordEncoder`就是我們對密碼進行編碼的工具接口。該接口只有兩個功能：一個是匹配驗證。另一個是密碼編碼。

上圖就是Spring Security 提供的org.springframework.security.crypto.password.PasswordEncoder一些實現，有的已經過時。其中我們注意到一個叫委托密碼編碼器的實現 。

3.1 委托密碼編碼器 DelegatingPasswordEncoder

什么是委托（Delegate）？就是甲方交給乙方的活。乙方呢手里又很多的渠道，但是乙方光想賺差價又不想干活。所以乙方根據一些規(guī)則又把活委托給了別人，讓別人來干。這里的乙方就是DelegatingPasswordEncoder 。該類維護了以下清單：

• final String idForEncode 通過id來匹配編碼器，該id不能是{} 包括的。DelegatingPasswordEncoder 初始化傳入，用來提供默認的密碼編碼器。
• final PasswordEncoder passwordEncoderForEncode 通過上面idForEncode所匹配到的PasswordEncoder 用來對密碼進行編碼。
• final Map&lt;String, PasswordEncoder&gt; idToPasswordEncoder 用來維護多個idForEncode與具體PasswordEncoder的映射關系。DelegatingPasswordEncoder 初始化時裝載進去，會在初始化時進行一些規(guī)則校驗。
• PasswordEncoder defaultPasswordEncoderForMatches = new UnmappedIdPasswordEncoder() 默認的密碼匹配器，上面的Map中都不存在就用它來執(zhí)行matches方法進行匹配驗證。這是一個內部類實現。
  

DelegatingPasswordEncoder 編碼方法：

  @Override
  public String encode(CharSequence rawPassword) {
    return PREFIX + this.idForEncode + SUFFIX + this.passwordEncoderForEncode.encode(rawPassword);
  }

從上面源碼可以看出來通過DelegatingPasswordEncoder 編碼后的密碼是遵循一定的規(guī)則的，遵循{idForEncode}encodePassword 。也就是前綴{} 包含了編碼的方式再拼接上該方式編碼后的密碼串。

DelegatingPasswordEncoder 密碼匹配方法：

  @Override
  public boolean matches(CharSequence rawPassword, String prefixEncodedPassword) {
    if (rawPassword == null && prefixEncodedPassword == null) {
      return true;
    }
    String id = extractId(prefixEncodedPassword);
    PasswordEncoder delegate = this.idToPasswordEncoder.get(id);
    if (delegate == null) {
      return this.defaultPasswordEncoderForMatches
        .matches(rawPassword, prefixEncodedPassword);
    }
    String encodedPassword = extractEncodedPassword(prefixEncodedPassword);
    return delegate.matches(rawPassword, encodedPassword);
  }

密碼匹配通過傳入原始密碼和遵循{idForEncode}encodePassword規(guī)則的密碼編碼串。通過獲取編碼方式id (idForEncode) 來從 DelegatingPasswordEncoder中的映射集合idToPasswordEncoder中獲取具體的PasswordEncoder進行匹配校驗。找不到就使用UnmappedIdPasswordEncoder 。

這就是 DelegatingPasswordEncoder 的工作流程。那么DelegatingPasswordEncoder 在哪里實例化呢？

3.2 密碼器靜態(tài)工廠PasswordEncoderFactories

從名字上就看得出來這是個工廠啊，專門制造 PasswordEncoder 。而且還是個靜態(tài)工廠只提供了初始化DelegatingPasswordEncoder的方法：

  @SuppressWarnings("deprecation")
  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());

    return new DelegatingPasswordEncoder(encodingId, encoders);
  }

從上面可以非常具體地看出來DelegatingPasswordEncoder提供的密碼編碼方式。默認采用了bcrypt 進行編碼。我們可終于明白了為什么上一文中我們使用 {noop12345} 能和我們前臺輸入的12345匹配上。這么搞有什么好處呢？這可以實現一個場景，如果有一天我們對密碼編碼規(guī)則進行替換或者輪轉?，F有的用戶不會受到影響。 那么Spring Security 是如何配置密碼編碼器PasswordEncoder 呢？

4. Spring Security 加載 PasswordEncoder 的規(guī)則

我們在Spring Security配置適配器WebSecurityConfigurerAdapter（該類我以后的文章會仔細分析 可通過https://felord.cn 來及時獲取相關信息）找到了引用PasswordEncoderFactories的地方，一個內部 PasswordEncoder實現 LazyPasswordEncoder。從源碼上看該類是懶加載的只有用到了才去實例化。在該類的內部方法中發(fā)現了 PasswordEncoder 的規(guī)則。

    // 獲取最終干活的PasswordEncoder
    private PasswordEncoder getPasswordEncoder() {
      if (this.passwordEncoder != null) {
        return this.passwordEncoder;
      }
      PasswordEncoder passwordEncoder = getBeanOrNull(PasswordEncoder.class);
      if (passwordEncoder == null) {
        passwordEncoder = PasswordEncoderFactories.createDelegatingPasswordEncoder();
      }
      this.passwordEncoder = passwordEncoder;
      return passwordEncoder;
    }
    // 從Spring IoC容器中獲取Bean 有可能獲取不到
    private <T> T getBeanOrNull(Class<T> type) {
      try {
        return this.applicationContext.getBean(type);
      } catch(NoSuchBeanDefinitionException notFound) {
        return null;
      }
    }

上面的兩個方法總結：如果能從從Spring IoC容器中獲取PasswordEncoder的Bean就用該Bean作為編碼器，沒有就使用DelegatingPasswordEncoder 。默認是 bcrypt 方式。文中多次提到該算法。而且還是Spring Security默認的。那么它到底是什么呢？

5. bcrypt 編碼算法

這里簡單提一下bcrypt， bcrypt使用的是布魯斯·施內爾在1993年發(fā)布的 Blowfish 加密算法。bcrypt 算法將salt隨機并混入最終加密后的密碼，驗證時也無需單獨提供之前的salt，從而無需單獨處理salt問題。加密后的格式一般為：

$2a$10$/bTVvqqlH9UiE0ZJZ7N2Me3RIgUCdgMheyTgV0B4cMCSokPa.6oCa
其中：$是分割符，無意義;2a是bcrypt加密版本號；10是cost的值；而后的前22位是salt值；再然后的字符串就是密碼的密文了。

5.1 bcrypt 特點

bcrypt有個特點就是非常慢。這大大提高了使用彩虹表進行破解的難度。也就是說該類型的密碼暗文擁有讓破解者無法忍受的時間成本。同時對于開發(fā)者來說也需要注意該時長是否能超出系統(tǒng)忍受范圍內。通常是MD5的數千倍。
同樣的密碼每次使用bcrypt編碼，密碼暗文都是不一樣的。 也就是說你有兩個網站如果都使用了bcrypt 它們的暗文是不一樣的，這不會因為一個網站泄露密碼暗文而使另一個網站也泄露密碼暗文。
所以從bcrypt的特點上來看，其安全強度還是非常有保證的。

6. 總結

今天我們對Spring Security中的密碼編碼進行分析。發(fā)現了默認情況下使用bcrypt進行編碼。而密碼驗證匹配則通過密碼暗文前綴中的加密方式id控制。你也可以向Spring IoC容器注入一個PasswordEncoder類型的Bean 來達到自定義的目的。我們還對bcrypt算法進行一些簡單了解，對其特點進行了總結。后面我們會Spring Security進行進一步學習。關于上一篇文章的demo我也已經替換成了數據庫管理用戶。

以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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