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本篇內(nèi)容主要講解“SpringSecurity原理是什么”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實(shí)用性強(qiáng)。下面就讓小編來帶大家學(xué)習(xí)“SpringSecurity原理是什么”吧!
在上篇文章中提到構(gòu)建SecurityFilterChain過程中存在一個(gè)方法級別的過濾器：FilterSecurityInterceptor。該過濾器統(tǒng)一調(diào)用了認(rèn)證和授權(quán)兩種功能，而Spring Security主要就做這2件事，1： 身份認(rèn)證（誰在發(fā)起請求），2：身份授權(quán)（是否有權(quán)限訪問資源）。但是需要明確一點(diǎn)：FilterSecurityInterceptor主要做的是基于訪問規(guī)則的身份授權(quán)。而身份認(rèn)證是身份授權(quán)的前提，因此FilterSecurityInterceptor會在認(rèn)證信息不存在時(shí)進(jìn)行一次身份認(rèn)證。正常認(rèn)證流程是在其他優(yōu)先級更高的過濾器完成的身份認(rèn)證，當(dāng)然二者的認(rèn)證流程一致：
通過AuthenticationManager獲取當(dāng)前請求的身份認(rèn)證信息
通過AccessDecisionManager決斷特定訪問規(guī)則的web資源能否被訪問
身份認(rèn)證就是辨別出當(dāng)前請求是誰發(fā)出的。在Spring Security中，哪怕不需要知道某個(gè)請求是誰發(fā)出的，也會給這個(gè)請求的來源構(gòu)建一個(gè)身份信息：匿名身份。
對于需要知道請求的身份信息的，則需要客戶端提供身份標(biāo)識碼和開發(fā)者提供身份識別檔案信息，二者比對之后才能做出到底是哪個(gè)具體身份的決斷?？蛻舳颂峁┑纳矸輼?biāo)識被抽象為令牌Token，提供身份檔案信息的方式抽象為：認(rèn)證提供者AuthenticationProvider。
一個(gè)完整的身份識別令牌應(yīng)該能展示以下信息：令牌所屬人：Principal、所屬人的身份認(rèn)證憑證：Credentials、 所屬人附加信息：Details、所屬人的權(quán)限信息：Authorities。在Spring Security中使用Authentication表示
public interface Authentication extends Principal, Serializable {
// 授權(quán)集合：GrantedAuthority實(shí)現(xiàn)類
Collection<? extends GrantedAuthority> getAuthorities();
// 憑證：【密碼】
Object getCredentials();
// 詳情：【其他信息】
Object getDetails();
// 主體：【賬號】
Object getPrincipal();
// 是否已認(rèn)證：true為已認(rèn)證
boolean isAuthenticated();
// 設(shè)置是否已認(rèn)證：
void setAuthenticated(boolean var1) throws IllegalArgumentException;
}客戶端不能提供完整的身份識別令牌，因?yàn)榭蛻舳说男畔⒉⒉豢煽?，因此一般而言客戶端不需要提供完整的令牌信息，只需要提供能識別出所屬人Principal的識別碼即可，剩余的信息交給服務(wù)端去填充。Spring Security的身份認(rèn)證過程就是對身份識別令牌的填充過程。
所有的令牌都是Authentication的子類，令牌提供所屬人識別碼來填充完整令牌所屬人信息。根據(jù)令牌識別碼的提供方式不同，令牌實(shí)現(xiàn)也不同，常見提供方式有：賬號密碼、手機(jī)號、Cookie、Jwt、第三方授權(quán)碼、圖形驗(yàn)證碼等等。而Spring Security中內(nèi)置的令牌具有：RememberMeAuthenticationToken（靜默登錄令牌）、AnonymousAuthenticationToken（匿名訪問令牌）、UsernamePasswordAuthenticationToken（賬號密碼令牌）、PreAuthenticatedAuthenticationToken（提前認(rèn)證令牌）、RunAsUserToken（身份轉(zhuǎn)換令牌）等
Spring Security對賬號密碼令牌的支持為：UsernamePasswordAuthenticationToken，想使用該令牌進(jìn)行身份識別需要在SecurityFilterChain中添加UsernamePasswordAuthenticationFilter。當(dāng)然配置方式還是在HttpSecurity處配置
@Override
protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
http
.authorizeRequests()
// 登錄頁不需要權(quán)限就能訪問
.antMatchers("/login.html").permitAll()
.anyRequest().authenticated()
.and()
// 使用UsernamePasswordAuthenticationToken作為客戶端使用的身份識別令牌
.formLogin()
// 登錄頁面
.loginPage("/login.html")
// 進(jìn)行身份識別匹配的路徑，這是一個(gè)POST方式的請求匹配器
.loginProcessingUrl("/doLogin")
// 身份識別成功之后的重定向展示頁面
.defaultSuccessUrl("/home.html",false)
// 身份識別失敗之后的重定向提示頁面
.failureUrl("/login.html?error=1")
.and()
.logout()
;
}無論何種令牌，都需指定進(jìn)行認(rèn)證操作的請求路徑：AuthenticationURL。在賬號密碼令牌中，該認(rèn)證路徑使用loginProcessingUrl屬性配置，并默認(rèn)為POST方式的AntPathRequestMatcher。該匹配器在父類AbstractAuthenticationProcessingFilter中，通過requiresAuthentication來判斷是否需要認(rèn)證。如果當(dāng)前請求是匹配的認(rèn)證路徑，則認(rèn)證方法如下：
Authentication authResult = attemptAuthentication(request, response);
UsernamePasswordAuthenticationFilter實(shí)現(xiàn)簡化為
public Authentication attemptAuthentication(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws AuthenticationException {
// 請求中獲取參數(shù)
String username = obtainUsername(request);
String password = obtainPassword(request);
// 構(gòu)建令牌
UsernamePasswordAuthenticationToken authRequest = new UsernamePasswordAuthenticationToken(username, password);
// 設(shè)置Details
setDetails(request, authRequest);
// 認(rèn)證入口：AuthenticationManager#authenticate
return this.getAuthenticationManager().authenticate(authRequest);
}無論何種令牌，在初步構(gòu)建之后都會交給AuthenticationManager#authenticate來完成認(rèn)證。這里就引入了Spring Security的身份認(rèn)證核心對象：認(rèn)證管理器：AuthenticationManager?？梢赃@么理解：處理好了客戶端的非完整令牌，那么服務(wù)端就需要來逐步完善這個(gè)令牌。認(rèn)證管理器作為總的管理者，統(tǒng)一管理入口。
AuthenticationManager是一個(gè)接口規(guī)范，其實(shí)現(xiàn)類為：ProviderManager，提供者管理器：管理能提供身份檔案信息的對象（AuthenticationProvider），能證明令牌確確實(shí)是屬于某個(gè)身份，能證明的方式有很多，Spring Security不是多方驗(yàn)證，而是首次驗(yàn)證成功即可，也就是說雖然有很多方式能證明令牌真的屬于誰，但是Spring Security只需要一個(gè)能提供證明身份證明的檔案即可。ProviderManager是一個(gè)父子分層結(jié)構(gòu)，如果都不能證明則會去父管理器中去證明。ProviderManager主要結(jié)構(gòu)如下
public class ProviderManager implements AuthenticationManager,
MessageSourceAware,
InitializingBean {
...
// 管理多個(gè)AuthenticationProvider（認(rèn)證提供者）
private List<AuthenticationProvider> providers = Collections.emptyList();
// 父管理器
private AuthenticationManager parent;
...
}AuthenticationProvider作為一個(gè)能提供身份檔案信息的接口規(guī)范，主要規(guī)范認(rèn)證功能，針對特定令牌提供supports功能，而且基于職責(zé)單一原則，每種Token都會有一個(gè)AuthenticationProvider實(shí)現(xiàn)。
public interface AuthenticationProvider {
// Token令牌身份識別
Authentication authenticate(Authentication authentication) throws AuthenticationException;
// 是否支持某種類型的Token令牌
boolean supports(Class<?> authentication);
}此種令牌是客戶端提供賬號、密碼來作為識別碼進(jìn)行身份識別的認(rèn)證方式，因此服務(wù)端應(yīng)該會有一個(gè)存儲大量賬號、密碼和其他信息的地方。Spring Security將一個(gè)能存儲用戶認(rèn)證信息的對象抽象為：UserDetails。
public interface UserDetails extends Serializable {
//授權(quán)集合
Collection<? extends GrantedAuthority> getAuthorities();
// 密碼
String getPassword();
//賬號
String getUsername();
//賬號是否過期
boolean isAccountNonExpired(); //認(rèn)證前置校驗(yàn)
//賬號是否鎖定
boolean isAccountNonLocked(); //認(rèn)證前置校驗(yàn)
// 憑證是否過期
boolean isCredentialsNonExpired(); //認(rèn)證后置校驗(yàn)
//賬號是否禁用
boolean isEnabled(); //認(rèn)證前置校驗(yàn)
}認(rèn)證提供者需要做的就是從存儲的庫中找到對應(yīng)的UserDetails。DaoAuthenticationProvider就是通過數(shù)據(jù)訪問（Data Access Object）來獲取到認(rèn)證對象的檔案信息的。獲取的實(shí)現(xiàn)交給了開發(fā)者，實(shí)現(xiàn)UserDetailsService#loadUserByUsername方法
UserDetails loadedUser = this.getUserDetailsService().loadUserByUsername(username);
獲取到UserDetails就可以去認(rèn)證了，流程簡化如下
public Authentication authenticate(Authentication authentication) throws AuthenticationException {
// 矯正賬戶名
String username = (authentication.getPrincipal() == null) ? "NONE_PROVIDED" : authentication.getName();
// 獲取認(rèn)證憑證
UserDetails user = this.getUserDetailsService().loadUserByUsername(username);
// 前置賬號檢測：是否上鎖：LockedException，是否禁用：DisabledException，是否失效：AccountExpiredException
preAuthenticationChecks.check(user);
// 主體檢測：抽象方法：默認(rèn)為密碼匹配檢測
additionalAuthenticationChecks(user,(UsernamePasswordAuthenticationToken) authentication);
// 后置憑證檢測：憑證是否失效：CredentialsExpiredException
postAuthenticationChecks.check(user);
// 返回填充完整的令牌
return createSuccessAuthentication(principalToReturn, authentication, user);
}完整的令牌是UsernamePasswordAuthenticationToken的一個(gè)新的實(shí)例，各種認(rèn)證信息齊全。
身份識別成之后就會得到一個(gè)完整的令牌。后續(xù)則會處理Session（會話相關(guān)）、Security Context（上下文相關(guān)）、RememberMe（靜默登錄相關(guān)）、SuccessHandler（成功之后跳轉(zhuǎn)相關(guān)）
至此身份認(rèn)證流程完畢，登錄成功之后一般都會根據(jù)SuccessHandler跳轉(zhuǎn)的固定頁面，從而開啟訪問授權(quán)決斷相關(guān)流程。認(rèn)證流程圖示如下：
身份認(rèn)證成功就能夠判斷令牌屬于誰，身份授權(quán)則判斷該身份能否訪問指定資源。在上篇文章說了SecurityFilterChain的構(gòu)建來源，除了被忽略的認(rèn)證和被其他過濾器攔截的，剩下的基本都是基于安全訪問規(guī)則（ConfigAttribute）的判斷了。判斷入口在FilterSecurityInterceptor#invoke
從代碼中收集安全訪問規(guī)則，主要存在以下類型
WebExpressionConfigAttribute
基于Web表達(dá)式的訪問規(guī)則，目前只有一個(gè)來源：ExpressionUrlAuthorizationConfigurer，HttpSecurity默認(rèn)使用的就是該類
http.authorizeRequests()
.antMatchers("/index").access("hasAnyRole('ANONYMOUS', 'USER')")
.antMatchers("/login/*").access("hasAnyRole('ANONYMOUS', 'USER')")SecurityConfig
基于配置類的訪問規(guī)則,常規(guī)用法基本都是該對象，例如@Secured、@PermitAll、@DenyAll 和 UrlAuthorizationConfigurer（HttpSecurity可配置）
@GetMapping("/{id}")
@PermitAll()
public Result<Integer> find(@PathVariable Long id) {
return Result.success(service.find(id));
}PreInvocationExpressionAttribute
基于AOP前置通知表達(dá)式的訪問規(guī)則，主要是對@PreFilter 和 @PreAuthorize，這也是最常用的
@DeleteMapping("/{id}")
@PreAuthorize("hasAuthority('del')")
public Result<Boolean> deleteById(@PathVariable Long id) {
return Result.success(service.deleteById(id));
}PostInvocationExpressionAttribute
基于AOP后置通知調(diào)用表達(dá)式的訪問規(guī)則，主要是對@PostFilter 和 @PostAuthorize
@GetMapping("/{id}")
@PostAuthorize("returnObject.data%2==0")
public Result<Integer> find(@PathVariable Long id) {
return Result.success(service.find(id));
}為了便于開發(fā)，設(shè)計(jì)的安全訪問規(guī)則來源有好幾種，不同的安全訪問規(guī)則需要不同的處理機(jī)制來解析。能對某種安全訪問規(guī)則做出當(dāng)前請求能否通過該規(guī)則并訪問到資源的決斷的對象在Spring Security中抽象為AccessDecisionVoter：選民，做出決斷的動作稱為：vote：投票。AccessDecisionVoter只能對支持的安全訪問規(guī)則做出贊成、反對、棄權(quán)之一的決斷，每個(gè)決斷1個(gè)權(quán)重。接口規(guī)范如下：
public interface AccessDecisionVoter<S> {
// 贊成票
int ACCESS_GRANTED = 1;
// 棄權(quán)票
int ACCESS_ABSTAIN = 0;
// 反對票
int ACCESS_DENIED = -1;
/**
* 是否支持對某配置數(shù)據(jù)進(jìn)行投票
*/
boolean supports(ConfigAttribute attribute);
/**
* 是否支持對某類型元數(shù)據(jù)進(jìn)行投票
*/
boolean supports(Class<?> clazz);
/**
* 對認(rèn)證信息進(jìn)行投票
*/
int vote(Authentication authentication, S object,Collection<ConfigAttribute> attributes);
}Spring Security中對安全訪問規(guī)則的最終決斷是基于投票結(jié)果然后根據(jù)決策方針才做出的結(jié)論。能做出最終決斷的接口為：AccessDecisionManager。
// 做出最終決斷的方法# void decide(Authentication authentication, Object object, Collection<ConfigAttribute> configAttributes) throws AccessDeniedException, InsufficientAuthenticationException;
抽象實(shí)現(xiàn)為AbstractAccessDecisionManager，他管理多個(gè)選民AccessDecisionVoter
private List<AccessDecisionVoter<?>> decisionVoters;
AbstractAccessDecisionManager，具體類為決策方針，目前有三大方針，默認(rèn)為：一票通過方針：AffirmativeBased
public void decide(Authentication authentication, Object object,Collection<ConfigAttribute> configAttributes) throws AccessDeniedException {
...
for (AccessDecisionVoter voter : getDecisionVoters()) {
int result = voter.vote(authentication, object, configAttributes);
switch (result) {
// 一票同意
case AccessDecisionVoter.ACCESS_GRANTED:
return;
...
}
}public void decide(Authentication authentication, Object object,Collection<ConfigAttribute> configAttributes) throws AccessDeniedException {
...
for (AccessDecisionVoter voter : getDecisionVoters()) {
int result = voter.vote(authentication, object, configAttributes);
switch (result) {
case AccessDecisionVoter.ACCESS_GRANTED: grant++; break;
case AccessDecisionVoter.ACCESS_DENIED: deny++; break;
default: break;
}
}
// 多數(shù)同意才有效
if (grant > deny) {
return;
}
// 少數(shù)同意，決策無效
if (deny > grant) {
throw new AccessDeniedException(messages.getMessage("AbstractAccessDecisionManager.accessDenied", "Access is denied"));
}
// 票數(shù)相等則根據(jù)allowIfEqualGrantedDeniedDecisions來決定是否通過
if ((grant == deny) && (grant != 0)) {
if (this.allowIfEqualGrantedDeniedDecisions) {
return;
}
else {
throw new AccessDeniedException(messages.getMessage(
"AbstractAccessDecisionManager.accessDenied", "Access is denied"));
}
}
...
}public void decide(Authentication authentication, Object object,Collection<ConfigAttribute> attributes) throws AccessDeniedException {
...
for (AccessDecisionVoter voter : getDecisionVoters()) {
int result = voter.vote(authentication, object, singleAttributeList);
switch (result) {
...
// 一票否決
case AccessDecisionVoter.ACCESS_DENIED:
throw new AccessDeniedException(messages.getMessage(
"AbstractAccessDecisionManager.accessDenied",
"Access is denied"));
...
}
...
}決策方針的執(zhí)行需要選民參與投票，三大決策都是通過遍歷decisionVoters來統(tǒng)計(jì)vote結(jié)果的。不同的decisionVoter解析不同的安全訪問規(guī)則，因此當(dāng)一個(gè)訪問規(guī)則需要決斷時(shí)，只有支持當(dāng)前訪問規(guī)則的decisionVoter才能做出決斷。因此需要知道一個(gè)訪問規(guī)則會被哪種decisionVoter解析
針對具有角色權(quán)限標(biāo)識的安全訪問規(guī)則進(jìn)行投票，角色權(quán)限標(biāo)識特征：private String rolePrefix = "ROLE_";，在Spring Security中角色權(quán)限都是該字符前綴，當(dāng)對用戶是否擁有該角色權(quán)限時(shí)，就需要通過RoleVoter進(jìn)行投票，注：前綴可配置
public int vote(Authentication authentication, Object object, Collection<ConfigAttribute> attributes) {
if (authentication == null) {
return ACCESS_DENIED;
}
int result = ACCESS_ABSTAIN;
// 從Token令牌中提取已授權(quán)集合
Collection<? extends GrantedAuthority> authorities = extractAuthorities(authentication);
// 先判斷選民是否支持對該屬性進(jìn)行投票
for (ConfigAttribute attribute : attributes) {
if (this.supports(attribute)) {
result = ACCESS_DENIED;
// 當(dāng)支持時(shí)，則從已授權(quán)集合中獲取到該權(quán)限標(biāo)識，如果獲取不到則表示無權(quán)限，投反對票
// 已授權(quán)集合在身份認(rèn)證時(shí)已獲取
for (GrantedAuthority authority : authorities) {
if (attribute.getAttribute().equals(authority.getAuthority())) {
return ACCESS_GRANTED;
}
}
}
}
return result;
}在RoleVoter基礎(chǔ)上，將角色分級，高級別的角色將自動擁有低級別角色的權(quán)限，使用方式為角色名稱之間通過大于號“>”分割，前面的角色自動擁有后面角色的權(quán)限
@Override
Collection<? extends GrantedAuthority> extractAuthorities( Authentication authentication) {
// 提取權(quán)限集合時(shí)，會將低級別角色的權(quán)限也獲取到
return roleHierarchy.getReachableGrantedAuthorities(authentication.getAuthorities());
}分割方法
String[] roles = line.trim().split("\\s+>\\s+");針對固定的權(quán)限標(biāo)識進(jìn)行投票，這種標(biāo)識有三個(gè)：全權(quán)授權(quán)：IS_AUTHENTICATED_FULLY、RememberMe授權(quán)
IS_AUTHENTICATED_REMEMBERED、匿名訪問授權(quán)
IS_AUTHENTICATED_ANONYMOUSLY。但是每種權(quán)限需要指定的Token才能投贊成票，這里引入了AuthenticationTrustResolver，主要就是判斷是否為Anonymous或者RememberMe
IS_AUTHENTICATED_REMEMBERED：需要認(rèn)證令牌為：RememberMeAuthenticationToken或者其子類(AuthenticationTrustResolver默認(rèn)實(shí)現(xiàn))，才能對該標(biāo)識投贊成票
IS_AUTHENTICATED_ANONYMOUSLY：需要認(rèn)證令牌為：AnonymousAuthenticationToken或者其子類(AuthenticationTrustResolver默認(rèn)實(shí)現(xiàn))，才能對該標(biāo)識投贊成票
IS_AUTHENTICATED_FULLY：需要認(rèn)證令牌不是以上兩種令牌，才能對該標(biāo)識投贊成票
針對于Web表達(dá)式的權(quán)限控制，表達(dá)式的解析處理器為SecurityExpressionHandler，解析時(shí)使用的是SPEL解析器：SpelExpressionParser。
SecurityExpressionHandler能對以上所有投票方式進(jìn)行解析，解析結(jié)果為Boolean，true則表示贊成，false則表示反對
// 只支持Web表達(dá)式的屬性
public boolean supports(ConfigAttribute attribute) {
return attribute instanceof WebExpressionConfigAttribute;
}
// 只支持FilterInvocation類型
public boolean supports(Class<?> clazz) {
return FilterInvocation.class.isAssignableFrom(clazz);
}同樣是基于SPEL表達(dá)式，但該表達(dá)式只針對方法級別的@PreFilter 和 @PreAuthorize，解析器為：MethodSecurityExpressionHandler。
public int vote(Authentication authentication, MethodInvocation method, Collection<ConfigAttribute> attributes) {
// @PreFilter 和 @PreAuthorize增強(qiáng)獲取
PreInvocationAttribute preAttr = findPreInvocationAttribute(attributes);
if (preAttr == null) {
return ACCESS_ABSTAIN;
}
// EL表達(dá)式解析
boolean allowed = preAdvice.before(authentication, method, preAttr);
// 解析結(jié)果投票
return allowed ? ACCESS_GRANTED : ACCESS_DENIED;
}針對Jsr250規(guī)范的注解@PermitAll和@DenyAll控制的權(quán)限，前置投贊成票，后置投反對票。對于supports的權(quán)限投贊成票
public int vote(Authentication authentication, Object object, Collection<ConfigAttribute> definition) {
boolean jsr250AttributeFound = false;
for (ConfigAttribute attribute : definition) {
//@PermitAll 贊成
if (Jsr250SecurityConfig.PERMIT_ALL_ATTRIBUTE.equals(attribute)) {
return ACCESS_GRANTED;
}
//@DenyAll 反對
if (Jsr250SecurityConfig.DENY_ALL_ATTRIBUTE.equals(attribute)) {
return ACCESS_DENIED;
}
//supports
if (supports(attribute)) {
jsr250AttributeFound = true;
// 如果已授權(quán)則投贊成票
for (GrantedAuthority authority : authentication.getAuthorities()) {
if (attribute.getAttribute().equals(authority.getAuthority())) {
return ACCESS_GRANTED;
}
}
}
}
// 未授權(quán)但是support的投反對票，未support的棄權(quán)
return jsr250AttributeFound ? ACCESS_DENIED : ACCESS_ABSTAIN;
}以上就是Spring Security對授權(quán)功能的實(shí)現(xiàn)，如果決斷的最終結(jié)果是通過，則Filter會繼續(xù)執(zhí)行下去，否則會拋出異常。授權(quán)整體流程如下圖
到此，相信大家對“SpringSecurity原理是什么”有了更深的了解，不妨來實(shí)際操作一番吧！這里是億速云網(wǎng)站，更多相關(guān)內(nèi)容可以進(jìn)入相關(guān)頻道進(jìn)行查詢，關(guān)注我們，繼續(xù)學(xué)習(xí)！
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