Spring Security基于數(shù)據(jù)庫(kù)的ABAC屬性權(quán)限模型實(shí)戰(zhàn)開發(fā)教程

更新時(shí)間：2025年04月08日 15:18:01 作者：Micro麥可樂(lè)

這篇文章主要介紹了Spring Security基于數(shù)據(jù)庫(kù)的ABAC屬性權(quán)限模型實(shí)戰(zhàn)開發(fā)教程,本文給大家介紹的非常詳細(xì),對(duì)大家的學(xué)習(xí)或工作具有一定的參考借鑒價(jià)值,需要的朋友可以參考下

1. 前言

今天博主又抽空來(lái)給小伙伴更新 Spring Security 教程啦，上個(gè)章節(jié)中我們講解了如何通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)庫(kù)的動(dòng)態(tài)用戶認(rèn)證，大家可能發(fā)現(xiàn)了，項(xiàng)目中是基于RBAC角色模型的權(quán)限控制，雖然能滿足大多數(shù)場(chǎng)景，但在面對(duì)復(fù)雜、細(xì)粒度的權(quán)限需求時(shí)可能會(huì)力不從心。基于屬性的訪問(wèn)控制（ABAC）模型則通過(guò)評(píng)估用戶、資源、環(huán)境等多種屬性，實(shí)現(xiàn)更加靈活的權(quán)限控制。

例如，某個(gè)菜單的訪問(wèn)可能不僅取決于用戶角色，還取決于用戶的部門、時(shí)間或其他屬性。因此，需要在權(quán)限驗(yàn)證時(shí)動(dòng)態(tài)獲取這些屬性，并進(jìn)行評(píng)估。那么本章節(jié)我們就來(lái)講解基于數(shù)據(jù)庫(kù)的ABAC屬性權(quán)限模型實(shí)戰(zhàn)開發(fā)

2. 權(quán)限決策依據(jù)

既然談到了 RBAC 和 ABAC 兩個(gè)模型，就大家介紹下兩者間的區(qū)別：

RBAC

核心思想：以角色作為權(quán)限管理的核心，每個(gè)用戶被賦予一個(gè)或多個(gè)角色，而角色與權(quán)限之間存在固定的映射關(guān)系。
決策依據(jù)：當(dāng)用戶請(qǐng)求訪問(wèn)資源時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)用戶所屬角色所擁有的權(quán)限進(jìn)行校驗(yàn)。
粒度：粒度相對(duì)較粗，因?yàn)闄?quán)限是綁定在角色上的，無(wú)法針對(duì)單個(gè)請(qǐng)求條件進(jìn)行動(dòng)態(tài)決策。

ABAC

核心思想：以屬性（Attribute）為基礎(chǔ)，利用用戶屬性、資源屬性、環(huán)境屬性等多個(gè)維度的條件進(jìn)行權(quán)限判斷。
決策依據(jù)：權(quán)限決策是基于各種屬性之間的邏輯表達(dá)式和策略規(guī)則來(lái)動(dòng)態(tài)確定是否允許訪問(wèn)。
粒度：支持非常細(xì)粒度的控制，可以針對(duì)具體屬性制定規(guī)則，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的權(quán)限控制。

綜合對(duì)比

對(duì)比維度	RBAC	ABAC
決策依據(jù)	用戶所屬角色與預(yù)定義權(quán)限映射關(guān)系	用戶、資源及環(huán)境屬性和策略規(guī)則
靈活性	固定、靜態(tài)權(quán)限模型	動(dòng)態(tài)、可擴(kuò)展的權(quán)限決策模型
管理難度	管理較簡(jiǎn)單，但角色關(guān)系復(fù)雜時(shí)易混亂	規(guī)則管理復(fù)雜，但擴(kuò)展靈活
粒度	較粗，難以細(xì)化至個(gè)性化條件	非常細(xì)粒度，可實(shí)現(xiàn)精確權(quán)限控制
適用場(chǎng)景	企業(yè)內(nèi)部、權(quán)限固定的系統(tǒng)	復(fù)雜、多變、動(dòng)態(tài)決策的業(yè)務(wù)系統(tǒng)

3. 數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)說(shuō)明

上一個(gè)章節(jié)RBAC角色模型我們使用了五張表，sys_user 、 sys_role、 sys_user_role 、sys_menu 、 sys_role_menu ，需要數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)的小伙伴可以查閱上一章內(nèi)容！本章節(jié)不再贅述

現(xiàn)在我們?cè)趥鹘y(tǒng)RBAC模型基礎(chǔ)上，加入ABAC屬性權(quán)限模型 ABAC（Attribute-Based Access Control）引入了更細(xì)粒度的動(dòng)態(tài)控制維度：

為什么要增加ABAC屬性權(quán)限模型？
需求1：請(qǐng)求某個(gè)方法除了要驗(yàn)證用戶角色或菜單資源，我還要判斷用戶屬性部門=IT，國(guó)家是ZH
需求2：請(qǐng)求某個(gè)方法除了要驗(yàn)證用戶角色或菜單資源，我還要限制訪問(wèn)時(shí)間段

而如果使用ABAC屬性權(quán)限模型動(dòng)態(tài)策略就可以很輕松解決這樣的問(wèn)題！

基于上述的需求，我們來(lái)擴(kuò)展我們的數(shù)據(jù)庫(kù)表，sys_user_attr 為用戶相關(guān)屬性，sys_policy 為策略表（ABAC規(guī)則存儲(chǔ)）

-- 擴(kuò)展用戶屬性表（新增）
CREATE TABLE sys_user_attr (
    user_id BIGINT NOT NULL,
    attr_key VARCHAR(50) NOT NULL,
    attr_value VARCHAR(100) NOT NULL,
    PRIMARY KEY (user_id, attr_key)
);
-- 示例數(shù)據(jù)
INSERT INTO sys_user_attr VALUES 
(1, 'department', 'IT'),
(2, 'department', 'HR'),
(3, 'security_level', '3');
(1, 'country', 'zh'),

權(quán)限策略表設(shè)計(jì)：
存儲(chǔ) ABAC 策略，每條策略包含一個(gè)條件表達(dá)式（基于 SpEL 編寫）

CREATE TABLE sys_policy (
    policy_id BIGINT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    policy_name VARCHAR(50) NOT NULL,
    target_resource VARCHAR(64) NOT NULL,
    condition_expression VARCHAR(255) NOT NULL
);
INSERT INTO sys_policy VALUES
(1, 'IT部門訪問(wèn)策略', 'admin:menu', "#user.attrs['department'] == 'IT'"),
(2, '高安全級(jí)別策略', 'developers:menu', "T(Integer).parseInt(#user.attrs['security_level']) >= 3");
(3, 'IT部門訪問(wèn)策略', 'admin:menu', "#user.attrs['country'] == 'zh'");

整體數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)如下：

4. 實(shí)戰(zhàn)開始

接下來(lái)在之前的 Maven 項(xiàng)目中，我們復(fù)用上個(gè)章節(jié)的子模塊并命名 abac-spring-security

由于涉及數(shù)據(jù)庫(kù)操作以及整合mybatis-plus，上一章節(jié)博主已經(jīng)進(jìn)行了配置的詳解這里就簡(jiǎn)單貼出代碼供大家參考：

<!--Lombok-->
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <scope>provided</scope>
        </dependency>
        <!--使用 HikariCP 連接池-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
        </dependency>
        <!-- mysql驅(qū)動(dòng) -->
        <dependency>
            <groupId>mysql</groupId>
            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
            <version>8.0.30</version>
        </dependency>
        <!-- mybatis-plus -->
        <dependency>
            <groupId>com.baomidou</groupId>
            <artifactId>mybatis-plus-spring-boot3-starter</artifactId>
            <version>3.5.9</version>
        </dependency>

配置yml文件，運(yùn)行項(xiàng)目確保項(xiàng)目能正常鏈接數(shù)據(jù)庫(kù)且啟動(dòng)成功

server:
  port: 8084
spring:
  application:
    name: db-spring-security #最新Spring Security實(shí)戰(zhàn)教程（六）基于數(shù)據(jù)庫(kù)的ABAC屬性權(quán)限模型實(shí)戰(zhàn)開發(fā)
  datasource:
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/slave_db?useSSL=false&serverTimezone=UTC
    username: root
    password: root
    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
    hikari:
      maximum-pool-size: 5
mybatis-plus:
  configuration:
    map-underscore-to-camel-case: true # 開啟駝峰轉(zhuǎn)換
    log-impl: org.apache.ibatis.logging.stdout.StdOutImpl # 打印SQL
    cache-enabled: true # 開啟二級(jí)緩存
  global-config:
    db-config:
      logic-delete-field: delFlag # 邏輯刪除字段
      logic-delete-value: 1 # 刪除值
      logic-not-delete-value: 0 # 未刪除值

5. MyBatis-Plus實(shí)體定義

接下來(lái)我們開始編寫業(yè)務(wù)代碼

? 用戶實(shí)體（實(shí)現(xiàn)UserDetails）

@Data
@TableName("sys_user")
public class SysUser implements UserDetails {
    @TableId(type = IdType.AUTO)
    private Long userId;
    @TableField("login_name")
    private String username; // Spring Security認(rèn)證使用的字段
    private String password;
    private String status; // 狀態(tài)（0正常 1鎖定）
    private String delFlag; // 刪除標(biāo)志（0代表存在 1代表刪除）
    @TableField(exist = false)
    private List<SysRole> roles;
    @TableField(exist = false)
    private Map<String, String> attrs; // 用戶的屬性集合，用于 ABAC 動(dòng)態(tài)權(quán)限評(píng)估
    // 實(shí)現(xiàn)UserDetails接口
    @Override
    public Collection<? extends GrantedAuthority> getAuthorities() {
        // 組裝 GrantedAuthority 集合，將角色和菜單權(quán)限都加入
        Set<GrantedAuthority> authorities = new HashSet<>();
        authorities.addAll(roles.stream()
                .map(role -> new SimpleGrantedAuthority("ROLE_" + role.getRoleKey()))
                .collect(Collectors.toList()));
        authorities.addAll(roles.stream()
                .flatMap(role -> role.getMenus().stream())
                .map(menu -> new SimpleGrantedAuthority(menu.getPerms()))
                .collect(Collectors.toList()));
        return authorities;
    }
    @Override
    public boolean isAccountNonExpired() { return true; }
    @Override
    public boolean isAccountNonLocked() {
        return "0".equals(status);
    }
    @Override
    public boolean isCredentialsNonExpired() { return true; }
    @Override
    public boolean isEnabled() {
        return "0".equals(delFlag);
    }
}

? 角色實(shí)體

@Data
@TableName("sys_role")
public class SysRole {
 @TableId(type = IdType.AUTO)
 private Long roleId;
 private String roleName;
 private String roleKey;
 @TableField(exist = false)
 private List<SysMenu> menus;
}

? 菜單實(shí)體

@Data
@TableName("sys_menu")
public class SysMenu {
    @TableId(type = IdType.AUTO)
    private Long menuId;
    private String menuName;
    private String perms;
}

? 用戶屬性實(shí)體

@Data
public class SysUserAttr {
    private Long userId;
    private String attrKey;
    private String attrValue;
}

? 決策表實(shí)體

@Data
@TableName("sys_policy")
public class SysPolicy {
    @TableId(type = IdType.AUTO)
    private Long policyId;
    private String policyName;
    private String targetResource;
    private String conditionExpression;
}

6. MyBatis-Plus Mapper配置

除了 UserMapper 增加 selectUserAttrByUserId 方法以及新增 SysPolicyMapper，其余代碼與上個(gè)章節(jié)一致！

UserMapper接口 : 主要是通過(guò)用戶角色中間表獲取角色信息（角色信息中又包含了菜單信息）

@Mapper
public interface UserMapper extends BaseMapper<SysUser> {
    @Select("SELECT r.* FROM sys_role r " +
            "JOIN sys_user_role ur ON r.role_id = ur.role_id " +
            "WHERE ur.user_id = #{userId}")
    @Results({
            @Result(property = "roleId", column = "role_id"),
            @Result(property = "menus", column = "role_id",
                    many = @Many(select = "com.toher.springsecurity.demo.abac.mapper.MenuMapper.selectByUserId"))
    })
    List<SysRole> selectRolesByUserId(Long userId);
    /**
     * 獲取用戶屬性
     * @param userId
     * @return
     */
    @Select("SELECT * FROM sys_user_attr WHERE user_id = #{userId}")
    List<SysUserAttr> selectUserAttrByUserId(Long userId);
}

RoleMapper接口 : 主要是通過(guò)角色菜單中間表獲取菜單信息

@Mapper
public interface RoleMapper extends BaseMapper<SysRole> {
    @Select("SELECT m.* FROM sys_menu m " +
            "JOIN sys_role_menu rm ON m.menu_id = rm.menu_id " +
            "WHERE rm.role_id = #{roleId}")
    List<SysMenu> selectMenusByRoleId(Long roleId);
}

RoleMapper接口 : 主要是通過(guò)角色菜單中間表獲取菜單信息

@Mapper
public interface MenuMapper extends BaseMapper<SysMenu> {
 @Select("SELECT DISTINCT m.* FROM sys_menu m " +
         "JOIN sys_role_menu rm ON m.menu_id = rm.menu_id " +
         "JOIN sys_user_role ur ON rm.role_id = ur.role_id " +
         "WHERE ur.user_id = #{userId}")
 List<SysMenu> selectByUserId(Long userId);
}

SysPolicyMapper接口

@Mapper
public interface SysPolicyMapper extends BaseMapper<SysPolicy> {
}

7. 自定義UserDetailsService實(shí)現(xiàn)

自定義 UserDetailsService 繼承 UserDetailsService，重寫 loadUserByUsername 方法，注入 UserMapper 以及 roleMapper通過(guò)用戶名查詢數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)，同時(shí)將用戶的角色、菜單資源集合、用戶屬性集合一并賦值；

@Service
@RequiredArgsConstructor
public class UserDetailsServiceImpl implements UserDetailsService {
    private final UserMapper userMapper;
    private final RoleMapper roleMapper;
    @Override
    public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {
        // 1. 查詢基礎(chǔ)用戶信息
        LambdaQueryWrapper<SysUser> wrapper = new LambdaQueryWrapper<>();
        wrapper.eq(SysUser::getUsername, username);
        SysUser user = userMapper.selectOne(wrapper);
        if (user == null) {
            throw new UsernameNotFoundException("用戶不存在");
        }
        // 2. 加載角色和權(quán)限
        List<SysRole> roles = userMapper.selectRolesByUserId(user.getUserId());
        roles.forEach(role ->
                role.setMenus(roleMapper.selectMenusByRoleId(role.getRoleId()))
        );
        user.setRoles(roles);
        // 3. 檢查賬戶狀態(tài)
        if (!user.isEnabled()) {
            throw new DisabledException("用戶已被禁用");
        }
        // 4. 用戶的屬性集合，用于 ABAC 動(dòng)態(tài)權(quán)限評(píng)估
        List<SysUserAttr> attrs = userMapper.selectUserAttrByUserId(user.getUserId());
        // 轉(zhuǎn)成map集合
        user.setAttrs(attrs.stream()
                .collect(Collectors.toMap(s -> s.getAttrKey(), s -> s.getAttrValue())));
        return user;
    }
}

8. 實(shí)現(xiàn)方式一：自定義MethodSecurityExpressionHandler

編寫策略決策引擎

@Component
public class AbacDecisionEngine {
    private final SpelExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
    @Autowired
    private SysPolicyMapper sysPolicyMapper;
    public boolean check(Authentication authentication, String resource) {
        SysUser userDetails = (SysUser) authentication.getPrincipal();
        // 加載策略集
        LambdaQueryWrapper<SysPolicy> queryWrapper = new LambdaQueryWrapper<>();
        queryWrapper.eq(SysPolicy::getTargetResource, resource);
        List<SysPolicy> policies = sysPolicyMapper.selectList(queryWrapper);
        if (policies.isEmpty()) {
            return false;
        }
        // 構(gòu)建評(píng)估上下文
        EvaluationContext context = new StandardEvaluationContext();
        // 將用戶傳入表達(dá)式上下文 如：#user.attrs['department'] == 'IT'
        // 其中user前綴就是我們傳入的user
        context.setVariable("user", userDetails);
        return policies.stream().allMatch(policy ->
                parser.parseExpression(policy.getConditionExpression()).getValue(context, Boolean.class)
        );
    }
}

重寫PermissionEvaluator

@RequiredArgsConstructor
public class AbacPermissionEvaluator implements PermissionEvaluator {
    private final AbacDecisionEngine abacEngine;
    @Override
    public boolean hasPermission(Authentication auth, Object targetDomainObject, Object permission) {
        return abacEngine.check(auth, (String)permission);
    }
    @Override
    public boolean hasPermission(Authentication authentication, Serializable targetId, String targetType, Object permission) {
        // 本示例僅實(shí)現(xiàn) hasPermission(Authentication, Object, Object)
        return false;
    }
}

9. 實(shí)現(xiàn)方式二：自定義注解

使用自定義注解，Spring Security 將在每次方法調(diào)用時(shí)調(diào)用該 bean 上給定的方法

@Component("authz")
@RequiredArgsConstructor
public class AuthorizationLogic {
    private final SpelExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
    private final SysPolicyMapper sysPolicyMapper;
    public boolean check(MethodSecurityExpressionOperations operations, String permission) {
        SysUser userDetails = (SysUser) operations.getAuthentication().getPrincipal();
        // 加載策略集
        LambdaQueryWrapper<SysPolicy> queryWrapper = new LambdaQueryWrapper<>();
        queryWrapper.eq(SysPolicy::getTargetResource, permission);
        List<SysPolicy> policies = sysPolicyMapper.selectList(queryWrapper);
        if (policies.isEmpty()) {
            return false;
        }
        // 構(gòu)建評(píng)估上下文
        EvaluationContext context = new StandardEvaluationContext();
        // 將用戶傳入表達(dá)式上下文 如：#user.attrs['department'] == 'IT'
        // 其中user前綴就是我們傳入的user
        context.setVariable("user", userDetails);
        return policies.stream().allMatch(policy ->
                parser.parseExpression(policy.getConditionExpression()).getValue(context, Boolean.class)
        );
    }
}

10. Spring Security配置文件

@Configuration
//開啟方法級(jí)的安全控制
@EnableMethodSecurity
@RequiredArgsConstructor
public class AbacSecurityConfig {
    private final UserDetailsServiceImpl userDetailsService;
    private final AbacDecisionEngine abacEngine;
    @Bean
    public SecurityFilterChain filterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.
                authorizeHttpRequests(authorize -> authorize
                        .requestMatchers("/setPassword").permitAll()
                        //配置形式ADMIN角色可以訪問(wèn)/admin/view
                        .requestMatchers("/admin/view").hasRole("ADMIN")
                        .anyRequest().authenticated())
                        .userDetailsService(userDetailsService)
                        .formLogin(withDefaults())
                        .logout(withDefaults())
                ;
        return http.build();
    }
    @Bean
    public PasswordEncoder passwordEncoder() {
        return new BCryptPasswordEncoder();
    }
    /**
     * 配置 Method Security Expression Handler，使用自定義的 PermissionEvaluator
     */
    @Bean
    public MethodSecurityExpressionHandler methodSecurityExpressionHandler(AbacDecisionEngine abacEngine) {
        DefaultMethodSecurityExpressionHandler handler = new DefaultMethodSecurityExpressionHandler();
        handler.setPermissionEvaluator(new AbacPermissionEvaluator(abacEngine));
        return handler;
    }

11. controller測(cè)試文件

新增一個(gè) AdminController 作為ABAC屬性權(quán)限模型的測(cè)試

@RestController
@RequestMapping("/api")
public class AdminController {
    /**
     * MethodSecurityExpressionHandler方式
     *
     * @return
     */
    @PreAuthorize("hasPermission(null, 'admin:menu')")
    @GetMapping("/admin")
    public ResponseEntity<?> getAdminData() {
        return ResponseEntity.ok("MethodSecurityExpressionHandler方式");
    }
    /**
     * 自定義注解的方式
     * @return
     */
    @PreAuthorize("@authz.check(#root, 'admin:menu')")
    @GetMapping("/authz")
    public ResponseEntity<?> authz() {
        return ResponseEntity.ok("自定義注解的方式");
    }
    /**
     * 以下RBAC角色 + ABAC屬性的混合校驗(yàn) 可以復(fù)制測(cè)試
     * @PreAuthorize("hasAuthority('admin:menu') and @abacDecisionEngine.check(authentication, 'admin:menu')")
     * 
     * @PreAuthorize("hasRole('ADMIN') and @authz.check(#root, 'admin:menu')")
     *
     * @return
     */
    @PreAuthorize("hasRole('ADMIN') and @abacDecisionEngine.check(authentication, 'admin:menu')")
    @GetMapping("/admin/test")
    public ResponseEntity<?> test() {
        return ResponseEntity.ok("RBAC角色 + ABAC屬性的混合校驗(yàn)");
    }
}

小伙伴們可以根據(jù)博主的代碼編寫完成后，進(jìn)行運(yùn)行測(cè)試，新增用戶屬性并可以加入更多的策略來(lái)測(cè)試，如：

這里博主順便整理一些常見的策略以供大家參考：

場(chǎng)景描述	SpEL表達(dá)式
時(shí)間段訪問(wèn)控制	`T(java.time.LocalTime).now().isBetween('09:00', '17:00')`
安全等級(jí)驗(yàn)證	`attrs['securityLevel'] >= 3 && authentication.isAuthenticated()`
地理位置限制	`attrs['country'] == 'CN' && attrs['ipRegion'] == 'Shanghai'`
多因素認(rèn)證驗(yàn)證	`attrs['mfaEnabled'] == true && authentication.getAuthorities().contains('MFA_VERIFIED')`

12. 完整工作流程

請(qǐng)求到達(dá)：GET /api/admin

身份認(rèn)證：通過(guò) UserDetailsService 加載用戶信息

屬性加載：從sys_user_attr 表獲取用戶屬性

策略匹配：查詢sys_policy 表中 target_resource 為 admin:menu 的策略

表達(dá)式評(píng)估：使用SpEL評(píng)估 #user.attrs['department'] == 'IT'

訪問(wèn)決策：所有策略滿足即允許訪問(wèn)

14. 總結(jié)

通過(guò)本章節(jié)相信大家對(duì)ABAC屬性權(quán)限模型的開發(fā)已經(jīng)能掌握了，值得一提的是在實(shí)際開發(fā)中，我們?yōu)榱吮苊鈹?shù)據(jù)庫(kù)壓力建議還要對(duì)用戶信息、策略信息等采用緩存處理，相關(guān)用戶屬性、決策也可以按照自身需求進(jìn)行拓展！

通過(guò)RBAC角色模型 + ABAC屬性權(quán)限模型這種設(shè)計(jì)，你可以靈活地根據(jù)業(yè)務(wù)變化調(diào)整權(quán)限策略，實(shí)現(xiàn)更細(xì)粒度的安全控制。希望這篇實(shí)戰(zhàn)文章能夠?yàn)槟愕捻?xiàng)目開發(fā)提供參考與啟發(fā)！

到此這篇關(guān)于Spring Security基于數(shù)據(jù)庫(kù)的ABAC屬性權(quán)限模型實(shí)戰(zhàn)開發(fā)教程的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Spring Security ABAC權(quán)限模型內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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