解析spring-security权限控制和校验的问题
作者:terry2870
前言
在我们项目中经常会涉及到权限管理,特别是一些企业级后台应用中,那权限管理是必不可少的。这个时候就涉及到技术选型的问题。在我以前项目中也没用到什么权限框架,就全部到一个spring mvc拦截器中去校验权限,当然,对需求比较少,小型的项目这也不失一个好的实现(实现简单,功能单一),但是对于一些比较大的应用,权限认证,session管理要求比较高的项目,如果再使用mvc拦截器,那就得不偿失了(需要自己去实现很多的代码)。
现在比较流行的权限校验框架有spring-security 和 apache-shiro。鉴于我们一直在使用spring全家桶,那我的项目中当然首选spring-security。下面我我所认识的spring-security来一步一步的看怎么实现。这里我抛砖引玉,欢迎大家指正。
我的完整代码在我的github中 我的github ,欢迎大家留言讨论!!
一、spring-security是什么?
Spring Security 是 Spring 家族中的一个安全管理框架,类似的安全框架还有apache-shiro。shiro以使用简单,功能强大而著称,本篇我们只讨论Spring Security,shiro就不再铺开讨论了。
以前我们在使用springMVC与Security 结合的时候,那一堆堆配置文件,长篇大论的xml看的人头大,幸好,现在有了springboot,可以基于java config的方式配置,实现零配置,而且又兼有springboot的约定大于配置的前提,我们项目中的配置文件或需要配置的代码大大减少了。
二、spring-security能为我们做什么?
spring-security最主要的功能包含:
1、认证(就是,你是谁)
2、授权(就是,你能干什么)
3、攻击防护 (防止伪造身份)
这三点其实就是我们在应用中常用到的。现在有了spring-security框架,就使得我们代码实现起来非常简单。
下面就来跟着我一步一步来看,怎么使用它
三、使用步骤
1.maven依赖
<dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId> </dependency>
版本号就跟着springboot版本走
2.application.properties文件
server.port=8080 server.servlet.context-path=/demo spring.main.allow-bean-definition-overriding=true spring.profiles.active=dev
这个时候,我们启动项目,就会在控制台看到这一行信息
红色框出来的就是spring-security为你自动分配的账号为 user 的密码。
3.访问接口
你现在如果想要访问系统里面的接口,那必须要经过这个权限验证。
随便打开一个接口都会跳转到内置的一个登陆页面中
我们看到,他跳转到一个地址为login的页面去了。这个时候我们输入用户名 user,密码为控制台打印出来的一串字符, 点击按钮 sign in 页面正常跳转到接口返回的数据。
我们发现,我们没有写一行代码,仅仅是在pom里面依赖了spring-boot-starter-security,框架就自动为我们做了最简单的验证功能,惊不惊喜意不意外。当然仅仅这么点当然不能满足我们项目的要求,不急,听我一步一步慢慢道来。
4.功能进阶
下面我们以最常见的企业级应用管理后台的权限为例
我们需要提出几个问题
1、用户的账号,密码保存在数据库中,登录的时候验证
2、用户登录成功后,每访问一个地址,后台都要判断该用户有没有这个菜单的权限,有,则放行;没有,则,拒绝访问。
3、系统中的一些静态资源则直接放行,不需要经过权限校验
4、系统中可能存在三种类型的资源地址
①:所有用户都能访问的地址(如:登录页面)
②:只要登录,就可以访问的地址(如:首页)
③:需要授权才能访问的地址
针对上面提出的几个问题,我们设计最常用的权限表结构模型
sys_user(用户表:保存用户的基本信息,登录名,密码等等)sys_role(角色表:保存了创建的角色)sys_menu(菜单表:保存了系统可访问的资源(包含菜单url等))sys_user_role(用户关联的角色:一个用户可以关联多个角色,最后用户的权限就是这多个角色权限的并集)sys_role_menu(角色关联的菜单:一个角色可以关联多个菜单) 5.spring-security主配置类
spring-security的主配置类,就需要我们自定义一个类继承 WebSecurityConfigurerAdapter 并且实现里面方法,如下:
package com.hp.springboot.admin.security; import java.util.ArrayList; import java.util.List; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; 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.method.configuration.EnableGlobalMethodSecurity; import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity; import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.WebSecurity; import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfigurerAdapter; import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetailsService; import org.springframework.security.crypto.bcrypt.BCryptPasswordEncoder; import org.springframework.security.crypto.password.PasswordEncoder; import org.springframework.security.web.authentication.UsernamePasswordAuthenticationFilter; import com.hp.springboot.admin.constant.AdminConstants; import com.hp.springboot.admin.interceptor.UrlAuthenticationInterceptor; import com.hp.springboot.admin.security.handler.AdminAccessDeniedHandler; import com.hp.springboot.admin.security.handler.AdminAuthenticationEntryPoint; import com.hp.springboot.admin.security.handler.AdminAuthenticationFailureHandler; import com.hp.springboot.admin.security.handler.AdminAuthenticationSuccessHandler; import com.hp.springboot.common.configuration.CommonWebMvcConfigurer; /** 1. 描述:security全局配置 2. 作者:黄平 3. 时间:2021年1月11日 */ @Configuration @EnableGlobalMethodSecurity(prePostEnabled = true) //开启Security注解的功能,如果你项目中不用Security的注解(hasRole,hasAuthority等),则可以不加该注解 public class AdminWebSecurityConfigurer extends WebSecurityConfigurerAdapter { @Autowired private CommonWebMvcConfigurer commonWebMvcConfigurer; @Override protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception { // 设置超级管理员 auth.inMemoryAuthentication() .withUser(AdminConstants.ADMIN_USER) ; // 其余账号通过数据库查询验证 auth.userDetailsService(adminUserDetailsService()).passwordEncoder(passwordEncoder()); } @Override public void configure(WebSecurity web) throws Exception { // 静态资源 String[] ignoreArray = commonWebMvcConfigurer.getMergeStaticPatternArray(); // 设置系统的静态资源。静态资源不会走权限框架 web.ignoring().antMatchers(ignoreArray); } @Override protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception { // 验证码过滤器 http.addFilterBefore(new ValidateCodeFilter(), UsernamePasswordAuthenticationFilter.class); // 第一层免过滤列表 // 就是所有人都可以访问的地址。区别于静态资源 List<String> noFilterList = new ArrayList<>(); noFilterList.add(AdminConstants.ACCESS_DENIED_URL); noFilterList.add(AdminConstants.VERIFY_CODE_URL); noFilterList.addAll(commonWebMvcConfigurer.getMergeFirstNoFilterList()); http.formLogin()// 登录页面使用form提交的方式 .usernameParameter("username").passwordParameter("password")// 设置登录页面用户名和密码的input对应name值(其实默认值就是username,password,所以这里可以不用设置) .loginPage(AdminConstants.LOGIN_PAGE_URL)// 设置登录页面的地址 .loginProcessingUrl(AdminConstants.LOGIN_PROCESSING_URL)// 登录页面输入用户名密码后提交的地址 .successHandler(adminAuthenticationSuccessHandler())// 登录成功处理 .failureHandler(adminAuthenticationFailureHandler())// 登录失败的处理 .permitAll()// 以上url全部放行,不需要校验权限 .and() // 注销相关配置 .logout() .logoutUrl(AdminConstants.LOGOUT_URL)// 注销地址 .logoutSuccessUrl(AdminConstants.LOGIN_PAGE_URL)// 注销成功后跳转地址(这里就是跳转到登录页面) .permitAll()// 以上地址全部放行 .and().authorizeRequests() // 第一层免过滤列表 // 不需要登录,就可以直接访问的地址 .antMatchers(noFilterList.toArray(new String[noFilterList.size()])).permitAll() // 全部放行 // 其他都需要权限控制 // 这里使用.anyRequest().access方法,把权限验证交给指定的一个方法去处理。 // 这里 hasPermission接受两个参数request和authentication .anyRequest().access("@UrlAuthenticationInterceptor.hasPermission(request, authentication)") // 异常处理 .and().exceptionHandling() .accessDeniedHandler(new AdminAccessDeniedHandler())// 登录用户访问无权限的资源 .authenticationEntryPoint(new AdminAuthenticationEntryPoint())// 匿名用户访问无权限的资源 .and().csrf().disable()// 禁用csrf // session管理 .sessionManagement() .invalidSessionUrl(AdminConstants.LOGIN_PAGE_URL)// session失效后,跳转的地址 .maximumSessions(1)// 同一个账号最大允许同时在线数 ; } /** * @Title: passwordEncoder * @Description: 加密方式 * @return */ @Bean public PasswordEncoder passwordEncoder() { return new BCryptPasswordEncoder(); } /** * @Title: adminUserDetailsService * @Description: 用户信息 * @return */ @Bean public UserDetailsService adminUserDetailsService() { return new AdminUserDetailsService(); } /** * d * @Title: adminAuthenticationFailureHandler * @Description: 登录异常处理 * @return */ @Bean public AdminAuthenticationFailureHandler adminAuthenticationFailureHandler() { return new AdminAuthenticationFailureHandler(); } /** * @Title: adminAuthenticationSuccessHandler * @Description: 登录成功后的处理 * @return */ @Bean public AdminAuthenticationSuccessHandler adminAuthenticationSuccessHandler() { return new AdminAuthenticationSuccessHandler(); } /** * @Title: urlAuthenticationInterceptor * @Description: 查询权限拦截器 * @return */ @Bean("UrlAuthenticationInterceptor") public UrlAuthenticationInterceptor urlAuthenticationInterceptor() { return new UrlAuthenticationInterceptor(); } }
解读一下这个类:
类继承WebSecurityConfigurerAdapter 说明是一个spring-Security配置类注解 @Configuration 说明是一个springboot的配置类注解 @EnableGlobalMethodSecurity 不是必须。开启注解用的第一个 configure 方法,设置登录的用户和账号验证方法
这里设置了两种方式,一个是内置的admin账号,一个是通过数据库验证账号
这样设置有个好处,就是我们在后台的用户管理页面里面是看不到admin账号的,这样就不会存在把所有用户都删除了,就登录不了系统的bug(好多年前做系统的时候,一个测试人员一上来就打开用户管理菜单,然后把所有用户都删除,再退出。然后就登录不了系统了,随即提了一个bug。只能手动插入数据到数据库才行,当时我看的一脸懵逼,还能这样操作???)。现在有了这样设置,就保证admin用户永远不可能被删除,也就不存在上面提到的bug了。第二个configure方法。这个方法是设置一些静态资源的。可以在这里设置系统所有的静态资源第三个configure方法。这个是这个类中最重要的配置。里面设置了登录方式、url过滤规则、权限校验规则、成功处理、失败处理、session管理、登出处理等等。这里是链式的调用方式,可以把需要的都在里面配置
这里有几个特别要说明的:
1、我们项目中保存到session中的用户对象一般是我们项目中自定义的一个类(我这里是SysUserResponseBO),在项目中我们用 SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication().getPrincipal() 这个方法获取当前登录用户信息时,如果是admin用户,则返回的对象是org.springframework.security.core.userdetails.User对象
2、密码需要加密,保存在数据库里面的密码也是加密方式,不允许直接保存明文(这个也是规范)
3、第三个 configure 方法中,我们使用了.anyRequest().access("@UrlAuthenticationInterceptor.hasPermission(request, authentication)")交给这个方法去验证。验证的方法有很多,我们也可以这样去写
.anyRequest().authenticated().withObjectPostProcessor(new ObjectPostProcessor<FilterSecurityInterceptor>() { @Override public <O extends FilterSecurityInterceptor> O postProcess(O object) { // 权限查询器 // 设置你有哪些权限 object.setSecurityMetadataSource(null); // 权限决策器 // 判断你有没有权限访问当前的url object.setAccessDecisionManager(null); return object; } })
这里之所以没有用.antMatchers("/XXX").hasRole(“ROLET_XXX”),是因为,一般项目中的权限都是动态的,所有的资源菜单都是可配置的,在这里是无法写死的。当然这个要根据实际项目需求来做。总之配置很灵活,可以随意组合。
3、验证码过滤器那边ValidateCodeFilter一定不能交给spring bean去管理,不然这个过滤器会执行两遍,只能直接new 出来。
AdminUserDetailsService类
该类是用来在登录的时候,进行登录校验的。也就是校验你的账号密码是否正确(其实这里只根据账号查询,密码的验证是框架里面自带的)。来看下这个类的实现
package com.hp.springboot.admin.security; import org.slf4j.Logger; import org.slf4j.LoggerFactory; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetails; import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetailsService; import org.springframework.security.core.userdetails.UsernameNotFoundException; import com.hp.springboot.admin.convert.SysUserConvert; import com.hp.springboot.admin.dal.ISysUserDAO; import com.hp.springboot.admin.dal.model.SysUser; import com.hp.springboot.admin.model.response.SysUserResponseBO; import com.hp.springboot.database.bean.SQLBuilders; import com.hp.springboot.database.bean.SQLWhere; /** * 描述:Security需要的操作用户的接口实现 * 执行登录,构建Authentication对象必须的信息 * 如果用户不存在,则抛出UsernameNotFoundException异常 * 作者:黄平 * 时间:2021年1月12日 */ public class AdminUserDetailsService implements UserDetailsService { private static Logger log = LoggerFactory.getLogger(AdminUserDetailsService.class); @Autowired private ISysUserDAO sysUserDAO; /** * 执行登录,构建Authentication对象必须的信息, */ @Override public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException { log.info("loadUserByUsername with username={}", username); //根据登录名,查询用户 SysUser user = sysUserDAO.selectOne(SQLBuilders.create() .withWhere(SQLWhere.builder() .eq("login_name", username) .build() ) ); if (user == null) { log.warn("loadUserByUsername with user is not exists. with username={}", username); throw new UsernameNotFoundException("用户不存在"); } // 对象装换,转换成SysUserResponseBO对象 SysUserResponseBO resp = SysUserConvert.dal2BOResponse(user); return resp; } }
这个里面很简单,我们的类实现 UserDetailsService 这个接口,并且实现一下loadUserByUsername这个方法。就是根据登录名,查询用户的功能。
这里有必须要主要的:
我们返回值是UserDetails,所以SysUserResponseBO必须要实现UserDetails这个接口
UserDetails里面有好几个必须实现的方法,基本上看方法名就可以猜到是干什么用的,其中最重要的的一个方法
/** * 获取该用户的角色 */ public Collection<? extends GrantedAuthority> getAuthorities() { return this.authorities; }
这个就是获取当前用户所拥有的权限。这个需要根据用户所拥有的角色去获取。这个在上面使用 withObjectPostProcessor 这种方式校验的时候是必须要的,但是我这里.anyRequest().access()方法,在这里校验,并没有使用到这个属性,所以这个也可以直接return null.
第二个configure方法。这里面定义了静态资源,这个跟springMVC的静态资源差不多。重点来说下第三个configure方法
①、如果需要,那就加上一个过滤器增加图形验证码校验
②、登录成功后处理AdminAuthenticationSuccessHandler这个类。该类实现了AuthenticationSuccessHandler接口,必须实现一个方法,直接上代码
@Override public void onAuthenticationSuccess(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Authentication authentication) throws IOException, ServletException { response.setContentType(ContentTypeConstant.APPLICATION_JSON_UTF8); // 获取session对象 HttpSession session = request.getSession(); //设置登录用户session setUserSession(session); //查询用户的菜单和按钮 setUserMenu(session); //session中获取当前登录的用户 SysUserResponseBO user = SecuritySessionUtil.getSessionData(); // 更新最近登录时间 sysUserService.updateLastLoginTime(user.getId()); //项目名称 session.setAttribute("projectName", projectName); // 注销地址 session.setAttribute("logoutUrl", AdminConstants.LOGOUT_URL); // 返回json格式数据 Response<Object> resp = Response.success(); try (PrintWriter out = response.getWriter()) { out.write(resp.toString()); out.flush(); } }
基本上看注释也就了解每一步的意义。
我们代码中无需写登录的controller,因为这个方法框架已经根据你配置的loginProcessingUrl给你生成好了。这个是用户输入用户名密码后,点击登录按钮后执行的操作。能够进入这个方法,那说明用户输入的用户名和密码是正确的,后续只要保存用户的信息,查询用户权限等操作。
③、登录失败处理。AdminAuthenticationFailureHandler。登录失败后交给这个类去处理,看下代码:
package com.hp.springboot.admin.security.handler; import java.io.IOException; import java.io.PrintWriter; import javax.servlet.ServletException; import javax.servlet.http.HttpServletRequest; import javax.servlet.http.HttpServletResponse; import org.slf4j.Logger; import org.slf4j.LoggerFactory; import org.springframework.security.authentication.AccountExpiredException; import org.springframework.security.authentication.BadCredentialsException; import org.springframework.security.authentication.CredentialsExpiredException; import org.springframework.security.authentication.DisabledException; import org.springframework.security.authentication.InsufficientAuthenticationException; import org.springframework.security.authentication.LockedException; import org.springframework.security.core.AuthenticationException; import org.springframework.security.core.userdetails.UsernameNotFoundException; import org.springframework.security.web.authentication.AuthenticationFailureHandler; import com.hp.springboot.admin.exception.ValidateCodeException; import com.hp.springboot.common.bean.Response; import com.hp.springboot.common.constant.ContentTypeConstant; /** * 描述:登录失败处理 作者:黄平 时间:2021年1月15日 */ public class AdminAuthenticationFailureHandler implements AuthenticationFailureHandler { private static Logger log = LoggerFactory.getLogger(AdminAuthenticationFailureHandler.class); @Override public void onAuthenticationFailure(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, AuthenticationException exception) throws IOException, ServletException { log.warn("login error with exception is {}", exception.getMessage()); response.setContentType(ContentTypeConstant.APPLICATION_JSON_UTF8); String message = ""; if (exception instanceof BadCredentialsException || exception instanceof UsernameNotFoundException) { message = "账户名或者密码输入错误!"; } else if (exception instanceof LockedException) { message = "账户被锁定,请联系管理员!"; } else if (exception instanceof CredentialsExpiredException) { message = "密码过期,请联系管理员!"; } else if (exception instanceof AccountExpiredException) { message = "账户过期,请联系管理员!"; } else if (exception instanceof DisabledException) { message = "账户被禁用,请联系管理员!"; } else if (exception instanceof ValidateCodeException) { // 图形验证码输入错误 message = exception.getMessage(); } else if (exception instanceof InsufficientAuthenticationException) { message = exception.getMessage(); } else { message = "登录失败!"; } // 返回json格式数据 Response<Object> resp = Response.error(message); try (PrintWriter out = response.getWriter()) { out.write(resp.toString()); out.flush(); } } }
看代码也基本上看出来每一步的作用。有用户名密码错误,有用户被禁用,有过期,锁定等等。我这里前台都是ajax请求,所以这个也是返回json格式,如果你不需要json格式,那可以按照你的要求返回指定的格式。
④、注销相关。注销接口也不需要我们在controller里面写,框架会自动根据你的logoutUrl配置生成注销地址。也可以自定义一个logoutSuccessHandler去在注销后执行。
⑤、权限校验。当访问一个除开第一层免过滤列表里面的url的地址时,都会需要权限校验,就都会走到UrlAuthenticationInterceptor.hasPermission(request, authentication)这个方法里面去,这个里面可以根据你的项目的实际逻辑去校验。
⑥、异常处理。框架里面处理异常有好多种,这里常用的accessDeniedHandler(登录用户访问无权限的资源)、authenticationEntryPoint(匿名用户访问无权限的资源)这些都按照项目的实际需求去写异常处理。
⑦、session管理。security框架里面对session管理非常多,可以按照链式调用的方式打开看看。我这里使用了invalidSessionUrl来指定session无效后跳转到的地址,maximumSessions同一个账号最多同时在线数。
好了,这样一个最基本的权限控制框架就完成了。
其实我这里只使用了security的一些皮毛而且,他里面集成了非常复杂而又强大的功能,这个需要我们一点一点去发掘他。
总结
以上是我在项目中使用的一些总结,完整的代码在我的github中 我的github ,欢迎大家留言讨论!!
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