Spring Boot中开启Spring Security

Spring Security是一款基于Spring的安全框架,主要包含认证和授权两大安全模块,和另外一款流行的安全框架Apache Shiro相比,它拥有更为强大的功能。Spring Security也可以轻松的自定义扩展以满足各种需求,并且对常见的Web安全攻击提供了防护支持。如果你的Web框架选择的是Spring,那么在安全方面Spring Security会是一个不错的选择。

这里我们使用Spring Boot来集成Spring Security,Spring Boot版本为1.5.14.RELEASE,Spring Security版本为4.2.7RELEASE

开启Spring Security

创建一个Spring Boot项目,然后引入spring-boot-starter-security:

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<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
</dependency>

接下来我们创建一个TestController,对外提供一个/hello服务:

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@RestController
public class TestController {
@GetMapping("hello")
public String hello() {
return "hello spring security";
}
}

这时候我们直接启动项目,访问http://localhost:8080/hello,可看到页面弹出了个HTTP Basic认证框:

QQ截图20180707095933.png

当Spring项目中引入了Spring Security依赖的时候,项目会默认开启如下配置:

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security:
basic:
enabled: true

这个配置开启了一个HTTP basic类型的认证,所有服务的访问都必须先过这个认证,默认的用户名为user,密码由Sping Security自动生成,回到IDE的控制台,可以找到密码信息:

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Using default security password: e9ed391c-93de-4611-ac87-d871d9e749ac

输入用户名user,密码e9ed391c-93de-4611-ac87-d871d9e749ac后,我们便可以成功访问/hello接口。

基于表单认证

我们可以通过一些配置将HTTP Basic认证修改为基于表单的认证方式。

创建一个配置类BrowserSecurityConfig继承org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfigurerAdapter这个抽象类并重写configure(HttpSecurity http)方法。WebSecurityConfigurerAdapter是由Spring Security提供的Web应用安全配置的适配器:

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@Configuration
public class BrowserSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
@Override
protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
http.formLogin() // 表单方式
.and()
.authorizeRequests() // 授权配置
.anyRequest() // 所有请求
.authenticated(); // 都需要认证
}
}

Spring Security提供了这种链式的方法调用。上面配置指定了认证方式为表单登录,并且所有请求都需要进行认证。这时候我们重启项目,再次访问http://localhost:8080/hello,可以看到认证方式已经是form表单的方式了:

QQ截图20180707102535.png

用户名依旧是user,密码由Spring Security自动生成。当输入凭证错误时,页面上将显示错误信息:

QQ截图20180707103009.png

如果需要换回HTTP Basic的认证方式,我们只需要简单修改configure方法中的配置:

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@Override
protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
// http.formLogin() // 表单方式
http.httpBasic() // HTTP Basic方式
.and()
.authorizeRequests() // 授权配置
.anyRequest() // 所有请求
.authenticated(); // 都需要认证
}

基本原理

上面我们开启了一个最简单的Spring Security安全配置,下面我们来了解下Spring Security的基本原理。通过上面的的配置,代码的执行过程可以简化为下图表示:

QQ截图20180707111356.png

如上图所示,Spring Security包含了众多的过滤器,这些过滤器形成了一条链,所有请求都必须通过这些过滤器后才能成功访问到资源。其中UsernamePasswordAuthenticationFilter过滤器用于处理基于表单方式的登录认证,而BasicAuthenticationFilter用于处理基于HTTP Basic方式的登录验证,后面还可能包含一系列别的过滤器(可以通过相应配置开启)。在过滤器链的末尾是一个名为FilterSecurityInterceptor的拦截器,用于判断当前请求身份认证是否成功,是否有相应的权限,当身份认证失败或者权限不足的时候便会抛出相应的异常。ExceptionTranslateFilter捕获并处理,所以我们在ExceptionTranslateFilter过滤器用于处理了FilterSecurityInterceptor抛出的异常并进行处理,比如需要身份认证时将请求重定向到相应的认证页面,当认证失败或者权限不足时返回相应的提示信息。

下面我们通过debug来验证这个过程(登录方式改回表单的方式)。

我们在/hello服务上打个断点:

QQ截图20180707132345.png

FilterSecurityInterceptor的invoke方法的super.beforeInvocation上打个断点:

QQ截图20180707132824.png

当这行代码执行通过后,便可以调用下一行的doFilter方法来真正调用/hello服务,否则将抛出相应的异常。

FilterSecurityInterceptor抛出异常时,异常将由ExceptionTranslateFilter捕获并处理,所以我们在ExceptionTranslateFilterdoFilter方法catch代码块第一行打个断点:

QQ截图20180707133347.png

我们待会模拟的是用户未登录直接访问/hello,所以应该是抛出用户未认证的异常,所以接下来应该跳转到UsernamePasswordAuthenticationFilter处理表单方式的用户认证。在UsernamePasswordAuthenticationFilterattemptAuthentication方法上打个断点:

QQ截图20180707134106.png

准备完毕后,我们启动项目,然后访问http://localhost:8080/hello,代码直接跳转到FilterSecurityInteceptor的断点上:

QQ截图20180707134540.png

往下执行,因为当前请求没有经过身份认证,所以将抛出异常并被ExceptionTranslateFilter捕获:

QQ截图20180707134540.png

捕获异常后重定向到登录表单登录页面,当我们在表单登录页面输入信息点login后,代码跳转到UsernamePasswordAuthenticationFilter过滤器的attemptAuthentication方法上:

QQ截图20180707135743.png

判断用户名和密码是否正确之后,代码又跳回FilterSecurityInterceptorbeforeInvocation方法执行上:

QQ截图20180707140158.png

当认证通过时,FilterSecurityInterceptor代码往下执行doFilter,然后代码最终跳转到/hello上:

QQ截图20180707140532.png

浏览器页面将显示hello spring security信息。

源码链接:https://github.com/wuyouzhuguli/Spring-Boot-Demos/tree/master/34.Start-Spring-Security


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