1. 认证授权的基础概念
1.1 什么是认证
进入移动互联网时代,大家每天都在刷手机,常用的软件有微信、支付宝、头条等,下边拿微信来 举例子说明认证相关的基本概念,在初次使用微信前需要注册成为微信用户,然后输入账号和密码 即可登录微信,输入账号和密码登录微信的过程就是认证。 系统为什么要认证? 认证是为了保护系统的隐私数据与资源,用户的身份合法方可访问该系统的资源。
认证 :用户认证就是判断一个用户的身份是否合法的过程,用户去访问系统资源时系统要求验证用 户的身份信息,身份合法方可继续访问,不合法则拒绝访问。常见的用户身份认证方式有:用户名 密码登录,二维码登录,手机短信登录,指纹认证等方式
1.2 什么是会话
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证在会话中。会话就是系 统为了保持当前用户的登录状态所提供的机制,常见的有基于 session 方式、基于 token 方式等。
1.2.1基于 session 的认证方式
它的交互流程是,用户认证成功后,在服务端生成用户相关的数据保存在 session(当前会话)中, 发给客户端的 sesssion_id 存放到 cookie 中,这样用户客户端请求时带上 session_id 就可以 验证服务器端是否存在 session 数据,以此完成用户的合法校验,当用户退出系统或 session 过 期销毁时,客户端的 session_id 也就无效了。 保持有状态的链接
1.2.2基于 token 方式认证方式
它的交互流程是,用户认证成功后,服务端生成一个 token 发给客户端,客户端可以放到 cookie 或 localStorage 等存储中,每次请求时带上 token,服务端收到 token 通过验证后即可确认用户身 份。 基于 session 的认证方式由 Servlet 规范定制,服务端要存储 session 信息需要占用内存资源, 客户端需要支持 cookie;基于 token 的方式则一般不需要服务端存储 token,并且不限制客户端 的存储方式。如今移动互联网时代更多类型的客户端需要接入系统,系统多是采用前后端分离的架 构进行实现,所以基于 token 的方式更适合。
1.3 什么是授权
还拿微信来举例子,微信登录成功后用户即可使用微信的功能,比如,发红包、发朋友圈、添加好 友等,没有绑定银行卡的用户是无法发送红包的,绑定银行卡的用户才可以发红包,发红包功能、 发朋友圈功能都是微信的资源即功能资源,用户拥有发红包功能的权限才可以正常使用发送红包功 能,拥有发朋友圈功能的权限才可以使用发朋友圈功能,这个根据用户的权限来控制用户使用资源 的过程就是授权。
1.3.1为什么要授权?
认证是为了保证用户身份的合法性,授权则是为了更细粒度的对隐私数据进行划分,授权是在认证 通过后发生的,控制不同的用户能够访问不同的资源。 授权: 授权是用户认证通过根据用户的权限来控制用户访问资源的过程,拥有资源的访问权限则正 常访问,没有权限则拒绝访问
1.4 授权的数据模型
如何进行授权即如何对用户访问资源进行控制,首先需要学习授权相关的数据模型。 授权可简单理解为 Who 对 What(which)进行 How 操作,包括如下: Who,即主体(Subject),主体一般是指用户,也可以是程序,需要访问系统中的资源。 What, 即资源(Resource),如系统菜单、页面、按钮、代码方法、系统商品信息、系统订单信息等。系 统菜单、页面、按钮、代码方法都属于系统功能资源,对于 web 系统每个功能资源通常对应一个 URL; 系统商品信息、系统订单信息都属于实体资源(数据资源),实体资源由资源类型和资源实例组成, 比如商品信息为资源类型,商品编号 为 001 的商品为资源实例。 How,权限/许可(Permission), 规定了用户对资源的操作许可,权限离开资源没有意义,如用户查询权限、用户添加权限、某个代 码方法的调用权限、编号为 001 的用户的修改权限等,通过权限可知用户对哪些资源都有哪些操作 可。 主体、资源、权限关系如下图: 主体、资源、权限相关的数据模型如下: 主体(用户 id、账号、密码、…) 资源(资源 id、资源名称、访问地址、…) 权限(权限 id、权限标识、权限名称、资源 id、…) 角色(角色 id、角色名称、…) 角色和权限关系(角色 id、权限 id、…) 主体(用户)和角色关系(用户 id、角色 id、…) 主体(用户)、资源、权限关系如下图 通常企业开发中将资源和权限表合并为一张权限表,如下: 资源(资源 id、资源名称、访问地址、…) 权限(权限 id、权限标识、权限名称、资源 id、…) 合并为: 权限(权限 id、权限标识、权限名称、资源名称、资源访问地址、…) 修改后数据模型之间的关系如下图
1.5 RBAC
用户,角色,权限 本质:就是把权限打包给角色,分配给用户 RBAC 一般指基于角色的访问控制 权限 基于角色的访问控制(RBAC)是实施面向企业安全策略的一种有效的访问控制方式。
1.5.1基于角色的访问控制
RBAC 基于角色的访问控制(Role-Based Access Control)是按角色进行授权,比如:主体的角 色为总经理可以查询企业运营报表,查询员工工资信息等
根据上图中的判断逻辑,授权代码可表示如下: if(主体.hasRole(“总经理角色 id”)){ 查询工资 }
如果上图中查询工资所需要的角色变化为总经理和部门经理,此时就需要修改判断逻辑为“判断用户 的角色是否是总经理或部门经理”,修改代码如下: if(主体.hasRole(“总经理角色 id”) || 主体.hasRole(“部门经理角色 id”)){ 查询工资 }
根据上边的例子发现,当需要修改角色的权限时就需要修改授权的相关代码,系统可扩展性差。
1.5.2基于资源的访问控制
RBAC 基于资源的访问控制(Resource-Based Access Control)是按资源(或权限)进行授权, 比如:用户必须具有查询工资权限才可以查询员工工资信息等,如下的判断 if(主体.hasPermission(“查询工资”) ){ 查询工资 } 优点:系统设计时定义好查询工资的权限标识,即使查询工资所需要的角色变化为总经理和部门经 理也不需要修改授权代码,系统可扩展性强。
2. Spring Security 简介
官网: https://spring.io/projects/spring-security 英 文 文 档 : https://docs.spring.io/spring-security/site/docs/5.4.1/reference/html5/ 中文文档: https://www.springcloud.cc/spring-security.html
2.1 什么是 SpringSecurity
Spring Security 是一个能够为基于 Spring 的企业应用系统提供声明式的安全访问控制解决方案 的安全框架。它提供了一组可以在 Spring 应用上下文中配置的 Bean,充分利用了 Spring IoC, DI(控制反转 Inversion of Control ,DI:Dependency Injection 依赖注入)和 AOP(面向切 面编程)功能,为应用系统提供声明式的安全访问控制功能,减少了为企业系统安全控制编写大量 重复代码的工作。可以一句话来概括,SpringSecurity 是一个安全框架。 2.2 同类产品(和 shiro 对比) 同类产品中的佼佼者就是 Shiro 了,那这两者有什么区别的吗? 2.2.1共同点 认证功能 授权功能 加密功能 会话功能 remeberMe 功能 ……
就功能上来说基本是相似。 2.2.2不同点 优点: Spring Security 基于 Spring 开发,项目中如果使用 Spring 作为基础,配合 Spring Security 做权限更加方便。而 Shiro 需要和 Spring 进行整合。 Spring Security 功能比 Shiro 更加丰富,例如安全防护方面。 Spring Security 社区资源相对比 Shiro 更加丰富。 如果使用的是 Spring Boot,Spring Cloud 的话,三者可以无缝集成。 缺点: Shiro 的配置和使用比较简单,Spring Security 上手复杂些。 Shiro 依赖性低,不需要任何框架和容器,可以独立运行,而 Spring Security 依赖 Spring 容器。
3. Spring Security项目
3.1 创建项目
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0
https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<parent>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
<version>2.3.6.RELEASE</version>
<relativePath/>
</parent>
<groupId>com.sxt</groupId>
<artifactId>security-hello</artifactId>
<version>1.0</version>
9
<name>security-hello</name>
<description>Demo project for Spring Boot</description>
<properties>
<java.version>1.8</java.version>
</properties>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.projectlombok</groupId>
<artifactId>lombok</artifactId>
<optional>true</optional>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
<scope>test</scope>
<exclusions>
<exclusion>
<groupId>org.junit.vintage</groupId>
<artifactId>junit-vintage-engine</artifactId>
</exclusion>
</exclusions>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.security</groupId>
<artifactId>spring-security-test</artifactId>
<scope>test</scope>
</dependency>
</dependencies>
<build>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
</plugin>
</plugins>
</build>
</project>
3.2配置启动类
package com.zuxia;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.EnableWebSecurity;
@SpringBootApplication
@EnableWebSecurity
public class SecurityHelloApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(SecurityHelloApplication.class, args);
}
}
3.3 创建 HelloController
package com.zuxia.controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
public class HelloController {
@GetMapping("hello")
public String hello() {
return "hello security";
}
}
3.4启动测试访问 http://localhost:8080/hello 发现我们无法访问 hello 这个请求,这是因为 spring Security 登录后就可以访问我们的 hello 3.5 测试退出 访问: http://localhost:8080/logout
3.6自定义密码登录(yml 配置文件方式)
spring:
security:
user:
name: admin
password: 123456
3.7重启使用 admin 和 123456 登录即可
4.Spring Security 配置多用户
4.1 概述
认证就是登陆,我们现在没有连接数据库,那么我们可以模拟下用户名和密码
4.2 创建认证的配置类 WebSecurityConfig
package com.zuxia.config;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import
org.springframework.security.config.annotation.authentication.builders.AuthenticationManage
rBuilder;
import
org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfigurerAdapt
er;
@Configuration
public class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
@Override
protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
auth.inMemoryAuthentication()
.withUser("admin")
.password("123")
.roles("SXT_ADMIN")
.and()
.withUser("test")
.password("123")
.roles("TEST");
}
}
4.3 启动测试
我们只要添加了安全配置类,那么我们在 yml 里面的配置就失效了 我们使用 admin/123 访问登录,发现控制台报错了
这个是因为 spring Sercurity 强制要使用密码加密,当然我们也可以不加密,但是官方要求是不 管你是否加密,都必须配置一个类似 Shiro 的凭证匹配器
4.4 修改 WebSecurityConfig 添加加密器
package com.zuxia.config;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import
org.springframework.security.config.annotation.authentication.builders.Authenticat
ionManagerBuilder;
import
org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfig
urerAdapter;
import org.springframework.security.crypto.bcrypt.BCryptPasswordEncoder;
import org.springframework.security.crypto.password.PasswordEncoder;
@Configuration
public class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
@Override
protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
auth.inMemoryAuthentication()
.withUser("admin")
.password(passwordEncoder().encode("123"))
.roles("SXT_ADMIN")
.and()
.withUser("test")
.password(passwordEncoder().encode("123"))
.roles("TEST");
}
@Bean
public PasswordEncoder passwordEncoder() {
return new BCryptPasswordEncoder();
}
}
4.5 重启测试
两个用户都可以登录成功了
4.6 如何获取当前登录用户的信息(两种方式)
我们添加获取当前用户信息的 Controlle
@GetMapping("userInfo")
public Principal getUserInfo(Principal principal) {
return principal;
}
@GetMapping("userInfo2")
public Object getUserInfo2() {
Authentication authentication = SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication();
return authentication;
}
测试访问 http://localhost:8080/userInfo http://localhost:8080/userInfo2
5.Spring Security 用户,角色,权限拦截配置
5.1 角色和权限的配置,修改 WebSecurityConfig
package com.zuxia.config;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import
org.springframework.security.config.annotation.authentication.builders.AuthenticationManagerBuilder;
import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfigurerAdapter;
import org.springframework.security.crypto.bcrypt.BCryptPasswordEncoder;
import org.springframework.security.crypto.password.PasswordEncoder;
@Configuration
public class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
@Override
protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
auth.inMemoryAuthentication()
.withUser("admin")
.password(passwordEncoder().encode("123"))
.roles("SXT")
.authorities("sys:save", "sys:del", "sys:update", "sys:query")
.and()
.withUser("test")
.password(passwordEncoder().encode("123"))
.roles("TEST")
.authorities("sys:save", "sys:query")
.and().withUser("admin2")
.password(passwordEncoder().encode("123"))
.roles("ADMIN");
}
@Override
protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
http.formLogin().successForwardUrl("/welcome").failureForwardUrl("/fail");
http.authorizeRequests()
.antMatchers("/query").hasAnyAuthority("sys:query")
.antMatchers("/save").hasAnyAuthority("sys:save")
.antMatchers("/del").hasAnyAuthority("sys:del")
.antMatchers("/update").hasAnyAuthority("sys:update")
.antMatchers("/admin2/**").hasRole("ADMIN")
.anyRequest().authenticated();
}
@Bean
public PasswordEncoder passwordEncoder() {
return new BCryptPasswordEncoder();
}
}
5.2 添加几个 Controller 接口
@PostMapping("welcome")
public String welcome() {
return "我是登录成功后的欢迎页面 welcome";
}
@GetMapping("save")
public String save() {
return "我是 save 页面";
}
@GetMapping("del")
public String del() {
return "我是 del 页面";
}
@GetMapping("update")
public String update() {
return "我是 update 页面";
}
@GetMapping("query")
public String query() {
return "我是 query 页面";
}
@GetMapping("admin/hello")
public String admin() {
return "我是只有 admin 角色才可以访问的";
}
5.3 启动测试
使用 admin/123 登录后 这几个接口都可以访问 使用 test/123 登录后,访问/update 和/del 会报错跳到 403 页面 使用 admin2/123 登录后,只能访问/admin/hello,访问其他接口会跳到 403 页
5.4 我们在static下添加一个 403.html,让他报错后跳到我们自己的页面
6.Spring Security 返回 JSON(前后端分离)
在上面的例子中,我们返回的是 403 页面,但是在开发中,如 RestAPI 风格的数据,是不能返回一 个页面,而应该是给一个 json
6.1 添加拒接访问(没有权限)处理器 RestAuthorizationAccessDeniedHandler
package com.zuxia.config;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.security.access.AccessDeniedException;
import org.springframework.security.web.access.AccessDeniedHandler;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
@Configuration
public class RestAuthorizationAccessDeniedHandler implements AccessDeniedHandler {
@Override
public void handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,
AccessDeniedException e) throws IOException, ServletException {
response.setContentType("application/json;charset=utf-8");
Map<String, Object> data = new HashMap<>();
data.put("code", "403");
data.put("msg", "您没有访问权限");
PrintWriter writer = response.getWriter();
ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
String s = objectMapper.writeValueAsString(data);
writer.write(s);
writer.flush();
writer.close();
}
}
登录成功或者失败都返回 JSON,我们需要自定义处理器
登录成功返回 json 的处理器
package com.zuxia.config;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.security.core.Authentication;
import org.springframework.security.web.authentication.AuthenticationSuccessHandler;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
@Configuration
public class MyAuthenticationSuccessHandler implements AuthenticationSuccessHandler {
@Override
public void onAuthenticationSuccess(HttpServletRequest request, HttpServletResponse
response, Authentication authentication) throws IOException {
response.setContentType("application/json;charset=utf-8");
PrintWriter pw = response.getWriter();
Map<String, Object> map = new HashMap<>();
map.put("code", 200);
map.put("msg", authentication.getPrincipal());
pw.write(new ObjectMapper().writeValueAsString(map));
pw.flush();
pw.close();
}
}
登录失败返回 json 的处理器
package com.zuxia.config;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.security.authentication.*;
import org.springframework.security.core.AuthenticationException;
import org.springframework.security.web.authentication.AuthenticationFailureHandler;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
@Configuration
public class MyAuthenticationFailureHandler implements AuthenticationFailureHandler {
@Override
public void onAuthenticationFailure(HttpServletRequest request, HttpServletResponse
response, AuthenticationException exception) throws IOException, ServletException {
response.setContentType("application/json;charset=utf-8");
PrintWriter pw = response.getWriter();
Map<String, Object> map = new HashMap<>();
map.put("code", 401);
if (exception instanceof LockedException) {
map.put("msg", "账户被锁定,登陆失败!");
} else if (exception instanceof BadCredentialsException) {
map.put("msg", "账户或者密码错误,登陆失败!");
} else if (exception instanceof DisabledException) {
map.put("msg", "账户被禁用,登陆失败!");
} else if (exception instanceof AccountExpiredException) {
map.put("msg", "账户已过期,登陆失败!");
} else if (exception instanceof CredentialsExpiredException) {
map.put("msg", "密码已过期,登陆失败!");
} else {
map.put("msg", "登陆失败!");
}
System.out.println(exception.getClass().getSimpleName());
pw.write(new ObjectMapper().writeValueAsString(map));
pw.flush();
pw.close();
}
}
6.2修改 WebSecurityConfig 出现拒接访问、 WebSecurityConfig 登录成功或失败走自己的处理器
@Autowired
private AccessDeniedHandler accessDeniedHandler;
@Autowired
private AuthenticationSuccessHandler authenticationSuccessHandler;
@Autowired
private AuthenticationFailureHandler authenticationFailureHandler;
@Override
protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
http.exceptionHandling().accessDeniedHandler(accessDeniedHandler);
http.formLogin().successHandler(authenticationSuccessHandler).failureHandler(authenticationFailureHandler);
http.authorizeRequests()
.antMatchers("/query").hasAnyAuthority("sys:query")
.antMatchers("/save").hasAnyAuthority("sys:save")
.antMatchers("/del").hasAnyAuthority("sys:del")
.antMatchers("/update").hasAnyAuthority("sys:update")
.antMatchers("/admin/**").hasRole("ADMIN")
.anyRequest().authenticated();
}
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