SpringBoot集成SpringSecurity安全框架方式

更新時間：2024年05月29日 10:36:58 作者：一只咸魚。。

這篇文章主要介紹了SpringBoot集成SpringSecurity安全框架方式,具有很好的參考價值,希望對大家有所幫助,如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教

一、CSRF跨站請求偽造攻擊

我們時常會在 QQ 上收到別人發(fā)送的釣魚網(wǎng)站鏈接，只要你在登錄QQ賬號的情況下點(diǎn)擊鏈接，那么不出意外，你的號已經(jīng)在別人手中了。實(shí)際上這一類網(wǎng)站都屬于惡意網(wǎng)站，專門用于盜取他人信息，執(zhí)行非法操作，甚至獲取他人賬戶中的財產(chǎn)，非法轉(zhuǎn)賬等。

我們在 JavaWeb 階段已經(jīng)了解了 Session 和 Cookie 的機(jī)制，在一開始的時候，服務(wù)端會給瀏覽器一個名為 JSESSION 的 Cookie 信息作為會話的唯一憑據(jù)，只要用戶攜帶此 Cookie 訪問我們的網(wǎng)站，那么我們就可以認(rèn)定此會話屬于哪個瀏覽器。因此，只要此會話的用戶執(zhí)行了登錄操作，那么就可以隨意訪問個人信息等內(nèi)容。

要完成一次CSRF攻擊，受害者必須依次完成兩個步驟：

登錄受信任網(wǎng)站A，并在本地生成 Cookie。
在不登出A的情況下，訪問危險網(wǎng)站B。

確實(shí)如此，我們無法保證以下情況不會發(fā)生：

你不能保證你登錄了一個網(wǎng)站后，不再打開一個web頁面并訪問另外的網(wǎng)站。
你不能保證你關(guān)閉瀏覽器了后，你本地的Cookie立刻過期，你上次的會話已經(jīng)結(jié)束。
上圖中所謂的攻擊網(wǎng)站，可能是一個存在其他漏洞的可信任的經(jīng)常被人訪問的網(wǎng)站。

顯然，我們之前編寫的圖書管理系統(tǒng)就存在這樣的安全漏洞，而SpringSecurity就很好地解決了這樣的問題。

二、項(xiàng)目準(zhǔn)備

我們還是基于之前的 SpringBoot 項(xiàng)目 - 圖書管理系統(tǒng)進(jìn)行改造，需要實(shí)現(xiàn)以下：

http://localhost:8080/index.html - 任何人都可以訪問，不需要登錄
http://localhost:8080/book/{bid} - 任何人都可以訪問，不需要登錄
http://localhost:8080/user/{bid} - 只有用戶可以訪問，必須登錄
http://localhost:8080/borrow/{uid} - 只有管理員可以訪問，必須登錄

三、認(rèn)識 SpringSecurity

Spring Security 是針對Spring項(xiàng)目的安全框架，也是Spring Boot底層安全模塊默認(rèn)的技術(shù)選型，他可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的Web安全控制，對于安全控制，我們僅需要引入 spring-boot-starter-security 模塊，進(jìn)行少量的配置，即可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的安全管理！

記住幾個類：

WebSecurityConfigurerAdapter：自定義 Security 策略
AuthenticationManagerBuilder：自定義認(rèn)證策略
@EnableWebSecurity：開啟 WebSecurity 模式

Spring Security 的兩個主要目標(biāo)是 “認(rèn)證” 和 “授權(quán)”（訪問控制）。

“認(rèn)證”（Authentication）

身份驗(yàn)證是關(guān)于驗(yàn)證您的憑據(jù)，如用戶名/用戶ID和密碼，以驗(yàn)證您的身份。
身份驗(yàn)證通常通過用戶名和密碼完成，有時與身份驗(yàn)證因素結(jié)合使用。

“授權(quán)” （Authorization）

授權(quán)發(fā)生在系統(tǒng)成功驗(yàn)證您的身份后，最終會授予您訪問資源（如信息，文件，數(shù)據(jù)庫，資金，位置，幾乎任何內(nèi)容）的完全權(quán)限。
這個概念是通用的，而不是只在Spring Security 中存在。

參考官網(wǎng)：https://spring.io/projects/spring-security

相關(guān)幫助文檔：https://docs.spring.io/spring-security/site/docs/3.0.7.RELEASE/reference

①先引入 SpringSecurity 依賴：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
</dependency>

②實(shí)現(xiàn) SpringSecurity 配置類： 我們可以在配置類中認(rèn)證和授權(quán)

@EnableWebSecurity // 開啟WebSecurity模式
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {

}

3.1 認(rèn)證

①直接認(rèn)證

@Override
protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {

    BCryptPasswordEncoder encoder = new BCryptPasswordEncoder();// 必須加密，使用SpringSecurity提供的BCryptPasswordEncoder
    // 在內(nèi)存中定義認(rèn)證用戶
    auth.inMemoryAuthentication().passwordEncoder(encoder)
            .withUser("aaa").password(encoder.encode("666")).roles("currentUser")
            .and()
            .withUser("bbb").password(encoder.encode("666")).roles("currentUser")
            .and()
            .withUser("root").password(encoder.encode("123456")).roles("admin");
}

SpringSecurity 的密碼校驗(yàn)并不是直接使用原文進(jìn)行比較，而是使用加密算法將密碼進(jìn)行加密（更準(zhǔn)確地說應(yīng)該進(jìn)行Hash處理，此過程是不可逆的，無法解密），最后將用戶提供的密碼以同樣的方式加密后與密文進(jìn)行比較。

對于我們來說，用戶提供的密碼屬于隱私信息，直接明文存儲并不好，而且如果數(shù)據(jù)庫內(nèi)容被竊取，那么所有用戶的密碼將全部泄露，這是我們不希望看到的結(jié)果，我們需要一種既能隱藏用戶密碼也能完成認(rèn)證的機(jī)制，而Hash處理就是一種很好的解決方案，通過將用戶的密碼進(jìn)行Hash值計算，計算出來的結(jié)果無法還原為原文，如果需要驗(yàn)證是否與此密碼一致，那么需要以同樣的方式加密再比較兩個Hash值是否一致，這樣就很好的保證了用戶密碼的安全性。

此時，我們就可以成功登錄了！

②使用數(shù)據(jù)庫認(rèn)證

a. 首先，我們必須保證數(shù)據(jù)庫中的 user.password 是通過 BCryptPasswordEncoder 加密過的，否則驗(yàn)證不通過。我們可以將加密后的密碼插入到數(shù)據(jù)庫中：

@Test
public void toEncoder() {
    BCryptPasswordEncoder encoder = new BCryptPasswordEncoder();
    System.out.println(encoder.encode("123456"));
}

b. 編寫 UserMapper 中獲取用戶密碼的 SQL

@Select("select password from user where name = #{name}")
String getPasswordByUsername(String name);

c. 然后我們需要創(chuàng)建一個 Service 實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)的是 UserDetailsService，它支持我們自己返回一個 UserDetails 對象，我們只需直接返回一個包含數(shù)據(jù)庫中的用戶名、密碼等信息的 UserDetails 即可， SpringSecurity 會自動進(jìn)行比對。

@Service
public class UserDetailsServiceImpl implements UserDetailsService {
    @Resource
    UserMapper userMapper;

    @Override
    public UserDetails loadUserByUsername(String s) throws UsernameNotFoundException {
        String password = userMapper.getPasswordByUsername(s);  //從數(shù)據(jù)庫根據(jù)用戶名獲取密碼
        if(password == null) {
            throw new UsernameNotFoundException("登錄失敗，用戶名或密碼錯誤！");
        }
        return User   // 這里需要返回 UserDetails，SpringSecurity 會根據(jù)給定的信息進(jìn)行比對
                .withUsername(s)
                .password(password)   // 直接從數(shù)據(jù)庫取的密碼
                .roles("currentUser")   // 用戶角色
                .build();
    }
}

d. 修改一下 Security 配置類：

此時，我們就可以使用數(shù)據(jù)庫信息登錄成功了！

3.2 授權(quán)

①基于角色授權(quán)

@Override
protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
    // 定制請求的授權(quán)規(guī)則
    http.authorizeRequests()
   	        .antMatchers("/index.html", "/book/*").permitAll() // 所有人都可以訪問
  		    .antMatchers("/user/*").hasRole("currentUser") // 某個角色可以訪問的頁面
  		    .antMatchers("/borrow/*").hasRole("admin");
}

②基于權(quán)限的授權(quán)

基于權(quán)限的授權(quán)與角色類似，需要以 hasAnyAuthority 或 hasAuthority 進(jìn)行判斷：

.anyRequest().hasAnyAuthority("page:index")

@Override
public UserDetails loadUserByUsername(String s) throws UsernameNotFoundException {
    String password = mapper.getPasswordByUsername(s);
    if(password == null)
        throw new UsernameNotFoundException("登錄失敗，用戶名或密碼錯誤！");
    return User
            .withUsername(user.getUsername())
            .password(user.getPassword())
            .authorities("page:index") // 權(quán)限
            .build();
}

③使用注解判斷權(quán)限

我們可以直接在需要添加權(quán)限驗(yàn)證的請求映射上添加注解：

@PreAuthorize("hasRole('currentUser')")   //判斷是否為 currentUser 角色，只有此角色才可以訪問
@RequestMapping("/hello")
public String index(){
    return "hello,world";
}

通過添加 @PreAuthorize 注解，在執(zhí)行之前判斷判斷權(quán)限，如果沒有對應(yīng)的權(quán)限或是對應(yīng)的角色，將無法訪問頁面。

同樣的還有 @PostAuthorize 注解，但是它是在方法執(zhí)行之后再進(jìn)行攔截：

@PostAuthorize("hasRole('currentUser')")
@RequestMapping("/test")
public String index(){
    System.out.println("先執(zhí)行，再攔截);
    return "test";
}

3.3 “記住我”

<input type="checkbox" name="remember"> 記住我

@Override
protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
	// ........................
    http.rememberMe()  // 記住我
    	.rememberMeParameter("remember"); // 自定義頁面的參數(shù)！
}

登錄成功后，將 cookie 發(fā)送給瀏覽器保存，以后登錄帶上這個 cookie，只要通過檢查就可以免登錄了。如果點(diǎn)擊注銷，springsecurity 幫我們自動刪除了這個 cookie。

3.4 登錄和注銷

①原生登錄界面

首先我們要了解一下 SpringSecurity 是如何進(jìn)行登陸驗(yàn)證的，我們可以觀察一下默認(rèn)的登陸界面中，表單內(nèi)有哪些內(nèi)容：

<div class="container">
      <form class="form-signin" method="post" action="/book_manager/login">
        <h2 class="form-signin-heading">Please sign in</h2>
        <p>
          <label for="username" class="sr-only">Username</label>
          <input type="text" id="username" name="username" class="form-control" placeholder="Username" required="" autofocus="">
        </p>
        <p>
          <label for="password" class="sr-only">Password</label>
          <input type="password" id="password" name="password" class="form-control" placeholder="Password" required="">
        </p>
<input name="_csrf" type="hidden" value="83421936-b84b-44e3-be47-58bb2c14571a">
        <button class="btn btn-lg btn-primary btn-block" type="submit">Sign in</button>
      </form>
</div>

我們發(fā)現(xiàn)，首先有一個用戶名的輸入框和一個密碼的輸入框，我們需要在其中填寫用戶名和密碼，但是我們發(fā)現(xiàn)，除了這兩個輸入框以外，還有一個 input 標(biāo)簽，它是隱藏的，并且它存儲了一串類似于 Hash 值的東西，名稱為 "_csrf"，其實(shí)看名字就知道，這玩意八成都是為了防止 CSRF 攻擊而存在的。

從 Spring Security 4.0 開始，默認(rèn)情況下會啟用 CSRF 保護(hù)，以防止 CSRF 攻擊應(yīng)用程序，Spring Security CSRF 會針對 PATCH，POST，PUT 和 DELETE 方法的請求（不僅僅只是登錄請求，這里指的是任何請求路徑）進(jìn)行防護(hù)。
而這里的登錄表單正好是一個 POST 類型的請求。在默認(rèn)配置下，無論是否登錄，頁面中只要發(fā)起了 PATCH，POST，PUT 和 DELETE 請求一定會被拒絕，并返回 403 錯誤 (注意，這里是個究極大坑)
方案一：我們可以在配置類中加入 http.csrf().disable(); // 關(guān)閉csrf功能，我們采取此方案。
方案二：需要在請求的時候加入 csrfToken 才行，也就是"83421936-b84b-44e3-be47-58bb2c14571a"。如果提交的是表單類型的數(shù)據(jù)，那么表單中必須包含此 Token 字符串，鍵名稱為 "_csrf"；如果是 JSON 數(shù)據(jù)格式發(fā)送的，那么就需要在請求頭中包含此 Token 字符串。

綜上所述，我們最后提交的登錄表單，除了必須的用戶名和密碼，還包含了一個 csrfToken 字符串用于驗(yàn)證，防止攻擊。

②自定義登錄界面

a. 先寫一個登錄頁面：index.html

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>登錄</title>
</head>
<body>
    <h1>用戶登錄</h1>
    <form action="/doLogin" method="post">
        用戶名: <input type="text" name="username"><br>
        密碼: <input type="password" name="password"><br>
        <input type="checkbox" name="remember"> 記住我<br>
        <button>登錄</button>
    </form>
</body>
</html>

b. 編寫 LoginController 登錄相關(guān)的接口：

@Controller
public class LoginController {
    @GetMapping("/success") // 登錄成功后跳轉(zhuǎn)的頁面
    public String loginSuccess() {
        return "redirect:/user/1";
    }
    @GetMapping("/failure") // 登錄失敗后跳轉(zhuǎn)的頁面
    public String loginFailure() {
        return "redirect:/index.html";
    }
}

c. 在配置類中設(shè)置：

@Override
protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
	// .............................
    http.csrf().disable();

    http
            .formLogin()
            .loginPage("/index.html")  // 當(dāng)用戶未登錄時，跳轉(zhuǎn)到該自定義登錄頁面
            .loginProcessingUrl("/doLogin") // form表單提交地址（POST）,不需要在控制層寫 /doLogin
            .defaultSuccessUrl("/success")  // 登錄成功后的頁面
            .failureUrl("/failure"); // 登錄失敗后的頁面
}

重啟服務(wù)器就可以發(fā)現(xiàn)，使用了我們的自定義登錄頁面：

注銷

注銷接口：http://localhost:8080/logout ，同樣可以自定義注銷頁面，這里就不做演示了。

http.logout().logoutSuccessUrl("/index.html");

3.4 SecurityContext

用戶登錄之后，怎么獲取當(dāng)前已經(jīng)登錄用戶的信息呢？

方法一：通過使用 SecurityContextHolder 就可以很方便地得到 SecurityContext 對象了，我們可以直接使用 SecurityContext 對象來獲取當(dāng)前的認(rèn)證信息：

@RequestMapping("/index")
public String index(){
    SecurityContext context = SecurityContextHolder.getContext();
    Authentication authentication = context.getAuthentication();
    // org.springframework.security.core.userdetails.User
    User user = (User) authentication.getPrincipal();
    System.out.println(user.getUsername());
    System.out.println(user.getAuthorities());
    return "index";
}

方法二：除了這種方式以外，我們還可以直接通過 @SessionAttribute 從 Session 中獲?。?/p>

@RequestMapping("/index")
public String index(@SessionAttribute("SPRING_SECURITY_CONTEXT") SecurityContext context){
    Authentication authentication = context.getAuthentication();
    User user = (User) authentication.getPrincipal();
    System.out.println(user.getUsername());
    System.out.println(user.getAuthorities());
    return "index";
}

注意：SecurityContextHolder 默認(rèn)的存儲策略是 MODE_THREADLOCAL，它是基于 ThreadLocal 實(shí)現(xiàn)的，getContext() 方法本質(zhì)上調(diào)用的是對應(yīng)的存儲策略實(shí)現(xiàn)的方法。如果我們這樣編寫，那么在默認(rèn)情況下是無法獲取到認(rèn)證信息的：

@RequestMapping("/index")
public String index(){
    new Thread(() -> {   //創(chuàng)建一個子線程去獲取
        SecurityContext context = SecurityContextHolder.getContext();
        Authentication authentication = context.getAuthentication();
        User user = (User) authentication.getPrincipal();   // 失敗，無法獲取認(rèn)證信息
        System.out.println(user.getUsername());
        System.out.println(user.getAuthorities()); 
    });
    return "index";
}

SecurityContextHolderStrategy 有三個實(shí)現(xiàn)類：

GlobalSecurityContextHolderStrategy：全局模式，不常用
ThreadLocalSecurityContextHolderStrategy：基于ThreadLocal實(shí)現(xiàn)，線程內(nèi)可見
InheritableThreadLocalSecurityContextHolderStrategy：基于InheritableThreadLocal實(shí)現(xiàn)，線程和子線程可見

因此，如果上述情況需要在子線程中獲取，那么需要修改 SecurityContextHolder 的存儲策略，在初始化的時候設(shè)置：

@PostConstruct
public void init(){
    SecurityContextHolder.setStrategyName(SecurityContextHolder.MODE_INHERITABLETHREADLOCAL);
}

這樣在子線程中也可以獲取認(rèn)證信息了。

因?yàn)橛脩舻尿?yàn)證信息是基于 SecurityContext 進(jìn)行判斷的，我們可以直接修改 SecurityContext 的內(nèi)容，來手動為用戶進(jìn)行登錄：

@RequestMapping("/auth")
@ResponseBody
public String auth(){
	// 獲取SecurityContext對象（當(dāng)前會話肯定是沒有登陸的）
    SecurityContext context = SecurityContextHolder.getContext();
    // 手動創(chuàng)建一個UsernamePasswordAuthenticationToken對象，也就是用戶的認(rèn)證信息，角色需要添加ROLE_前綴，權(quán)限直接寫
    UsernamePasswordAuthenticationToken token = new UsernamePasswordAuthenticationToken("Test", null,
            AuthorityUtils.commaSeparatedStringToAuthorityList("ROLE_user"));
    		context.setAuthentication(token);  // 手動為SecurityContext設(shè)定認(rèn)證信息
    return "Login success！";
}

在未登錄的情況下，訪問此地址將直接進(jìn)行手動登錄，再次訪問 /index 頁面，可以直接訪問，說明手動設(shè)置認(rèn)證信息成功。

疑惑：SecurityContext 這玩意不是默認(rèn)線程獨(dú)占嗎，那每次請求都是一個新的線程，按理說上一次的 SecurityContext 對象應(yīng)該沒了才對啊，為什么再次請求依然能夠繼續(xù)使用上一次 SecurityContext 中的認(rèn)證信息呢？

SecurityContext 的生命周期：請求到來時從 Session 中取出，放入 SecurityContextHolder 中，請求結(jié)束時從 SecurityContextHolder 取出，并放到 Session 中，實(shí)際上就是依靠 Session 來存儲的，一旦會話過期驗(yàn)證信息也跟著消失。

總結(jié)

本文是對SpringSecurity的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)了它的兩大功能：認(rèn)證和授權(quán)，以及如何使用數(shù)據(jù)庫進(jìn)行認(rèn)證，如何使用自定義的登錄頁面，最后也學(xué)習(xí)了使用SecurityContext獲取認(rèn)證用戶的信息。

以上為個人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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