Spring Security 认证授权(黑马讲义)

1.基本概念

1.1.什么是认证

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。

1.3.授权的数据模型

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许可。
主体、资源、权限关系如下图：

修改后数据模型之间的关系如下图：

1.4 RBAC

如何实现授权？业界通常基于RBAC实现授权。

1.4.1 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，访问控制流程如下:

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 
}

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。

1.4.2 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，访问控制流程如下：

根据上图中的判断，授权代码可以表示为：

if(主体.hasPermission("查询工资权限标识")){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。

基于Session的认证方式

2.1 认证流程

基于Session认证方式的流程是，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)，而发 给客户端的 sesssion_id 存放到 cookie 中，这样用客户端请求时带上 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。
基于Session的认证机制由Servlet规范定制，Servlet容器已实现，用户通过HttpSession的操作方法即可实现，如 下是HttpSession相关的操作API。

方法	含义
HttpSession getSession(Boolean create)	获取当前HttpSession对象
void setAttribute(String name,Object value)	向session中存放对象
object getAttribute(String name)	从session中获取对象
void removeAttribute(String name);	移除session中对象
void invalidate()	使HttpSession失效

主要代码

@RequestMapping(value = "/login",produces = "text/plain;charset=utf-8")public String login(AuthenticationRequest authenticationRequest, HttpSession session){//数据库查询用户信息，以及权限信息UserDto userDto = authenticationService.authentication(authenticationRequest);//存入sessionsession.setAttribute(UserDto.SESSION_USER_KEY,userDto);return userDto.getUsername() +"登录成功";}

@Overridepublic boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {//在这个方法中校验用户请求的url是否在用户的权限范围内//取出用户身份信息Object object = request.getSession().getAttribute(UserDto.SESSION_USER_KEY);if(object == null){//没有认证，提示登录writeContent(response,"请登录");}UserDto userDto = (UserDto) object;//请求的urlString requestURI = request.getRequestURI();if( userDto.getAuthorities().contains("p1") && requestURI.contains("/r/r1")){return true;}if( userDto.getAuthorities().contains("p2") && requestURI.contains("/r/r2")){return true;}writeContent(response,"没有权限，拒绝访问");return false;}

3.Spring Security

3.1 Spring Security介绍

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。由于它 是Spring生态系统中的一员，因此它伴随着整个Spring生态系统不断修正、升级，在spring boot项目中加入spring security更是十分简单，使用Spring Security 减少了为企业系统安全控制编写大量重复代码的工作。
主要代码

@EnableWebSecurity
public class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {//密码编码器@Beanpublic PasswordEncoder passwordEncoder(){return NoOpPasswordEncoder.getInstance();}//安全拦截机制（最重要）web端配置，还可以通过注解实现方法端控制@Overrideprotected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {http.authorizeRequests().antMatchers("/r/r1").hasAuthority("p1").antMatchers("/r/r2").hasAuthority("p2").antMatchers("/r/**").authenticated()//所有/r/**的请求必须认证通过.anyRequest().permitAll()//除了/r/**，其它的请求可以访问.and().formLogin()//允许表单登录.successForwardUrl("/login-success");//自定义登录成功的页面地址}
}

@Service
public class SpringDataUserDetailsService implements UserDetailsService {@AutowiredUserDao userDao;//根据 账号查询用户信息@Overridepublic UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {//将来连接数据库根据账号查询用户信息UserDto userDto = userDao.getUserByUsername(username);if (userDto == null) {//如果用户查不到，返回null，由provider来抛出异常return null;}//根据用户的id查询用户的权限List<String> permissions = userDao.findPermissionsByUserId(userDto.getId());//将permissions转成数组String[] permissionArray = new String[permissions.size()];permissions.toArray(permissionArray);UserDetails userDetails = User.withUsername(userDto.getUsername()).password(userDto.getPassword()).authorities(permissionArray).build();return userDetails;}
}

4.2 工作原理

4.2.1 结构总览

Spring Security所解决的问题就是安全访问控制，而安全访问控制功能其实就是对所有进入系统的请求进行拦截， 校验每个请求是否能够访问它所期望的资源。根据前边知识的学习，可以通过Filter或 AOP等技术来实现，Spring Security对Web资源的保护是靠Filter实现的，所以从这个Filter来入手，逐步深入Spring Security原理。

当初始化Spring Security时，会创建一个名为 javaSpringSecurityFilterChain 的Servlet过滤器，类型为 org.springframework.security.web.FilterChainProxy，它实现了javax.servlet.Filter，因此外部的请求会经过此 类，下图是Spring Security过虑器链结构图：

FilterChainProxy是一个代理，真正起作用的是FilterChainProxy中SecurityFilterChain所包含的各个Filter，同时 这些Filter作为Bean被Spring管理，它们是Spring Security核心，各有各的职责，但他们并不直接处理用户的认证，也不直接处理用户的授权，而是把它们交给了认证管理器（AuthenticationManager）和决策管理器 （AccessDecisionManager）进行处理，下图是FilterChainProxy相关类的UML图示。

spring Security功能的实现主要是由一系列过滤器链相互配合完成。

下面介绍过滤器链中主要的几个过滤器及其作用：
SecurityContextPersistenceFilter 这个Filter是整个拦截过程的入口和出口（也就是第一个和最后一个拦截 器），会在请求开始时从配置好的 SecurityContextRepository 中获取 SecurityContext，然后把它设置给 SecurityContextHolder。在请求完成后将 SecurityContextHolder 持有的 SecurityContext 再保存到配置好 的 SecurityContextRepository，同时清除 securityContextHolder 所持有的 SecurityContext；

UsernamePasswordAuthenticationFilter 用于处理来自表单提交的认证。该表单必须提供对应的用户名和密 码，其内部还有登录成功或失败后进行处理的 AuthenticationSuccessHandler 和 AuthenticationFailureHandler，这些都可以根据需求做相关改变；

FilterSecurityInterceptor 是用于保护web资源的，使用AccessDecisionManager对当前用户进行授权访问，前 面已经详细介绍过了；

ExceptionTranslationFilter 能够捕获来自 FilterChain 所有的异常，并进行处理。但是它只会处理两类异常： AuthenticationException 和 AccessDeniedException，其它的异常它会继续抛出。

4.2.2.认证流程

4.2.2.1 认证流程

仔细分析认证过程：\

1. 用户提交用户名、密码被SecurityFilterChain中的 UsernamePasswordAuthenticationFilter 过滤器获取到， 封装为请求Authentication，通常情况下是UsernamePasswordAuthenticationToken这个实现类。
2. 然后过滤器将Authentication提交至认证管理器（AuthenticationManager）进行认证
3. 认证成功后， AuthenticationManager 身份管理器返回一个被填充满了信息的（包括上面提到的权限信息， 身份信息，细节信息，但密码通常会被移除） Authentication 实例。
4. SecurityContextHolder 安全上下文容器将第3步填充了信息的 Authentication ，通过 SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(…)方法，设置到其中。
   可以看出AuthenticationManager接口（认证管理器）是认证相关的核心接口，也是发起认证的出发点，它 的实现类为ProviderManager。而Spring Security支持多种认证方式，因此ProviderManager维护着一个 List 列表，存放多种认证方式，最终实际的认证工作是由 AuthenticationProvider完成的。咱们知道web表单的对应的AuthenticationProvider实现类为 DaoAuthenticationProvider，它的内部又维护着一个UserDetailsService负责UserDetails的获取。最终 AuthenticationProvider将UserDetails填充至Authentication。

更多内容参考：https://www.cnblogs.com/abiu/p/14766551.html