动力节点Springsecurity笔记01-05认证入门

1 问题 如何保护我们的程序？

1.1 创建code目录

目的：后面的security工程均在此目录下学习
创建code目录，并使用idea打开

1.2 不使用安全框架的springboot web程序

1.2.1 新建子模块springboot-01-hello

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-uAeASGKn-1681958373972)(https://cdn.nlark.com/yuque/0/2023/png/32441366/1681955131092-bbc460d1-dc01-4b6a-bdf3-38a7a06ee7be.png#height=303&width=415)]

1.2.2 添加依赖和maven插件等

pom.xml 中部分内容如下，此处使用bootpom模板创建并粘贴

<parent>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <version>2.6.13</version>
    <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
</parent>

<properties>
    <maven.compiler.source>8</maven.compiler.source>
    <maven.compiler.target>8</maven.compiler.target>
    <java.version>1.8</java.version>
</properties>

<dependencies>
    <!--springboot web 程序 -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    <!--springboot 单元测试-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
    <!--自动生成get、set和日志对象的lombok-->
    <dependency>
        <groupId>org.projectlombok</groupId>
        <artifactId>lombok</artifactId>
        <optional>true</optional>
    </dependency>
</dependencies>
<build>
    <plugins>
        <plugin>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
        </plugin>
    </plugins>
</build>

1.2.3 新建启动类

com.powernode包下新建启动类Application，可以使用bootmain模板，学员自行创建

1.2.4 新建三个controller

com.powernode.controller包下新建三个controller
学生

@RestController
@RequestMapping("/student")
  public class StudentController {
    
    
    @GetMapping("/query")
    public String queryInfo(){
    
    
       return "I am a student,My name is Eric!";
    }
} 

教师

@RestController
@RequestMapping("/teacher")
  public class TeacherController {
    
    
    @GetMapping("/query")
    public String queryInfo(){
    
    
        return "I am a teacher,My name is Thomas!";
    }

} 

管理员

@RestController

@RequestMapping("/admin")

  public class AdminController {
    
    

    @GetMapping("/query")

    public String queryInfo(){
    
    

        return "I am a administrator, My name is Obama!";

    }

} 

1.2.5 启动程序

启动程序的快捷键：Ctrl+Shift+F10

1.2.6 访问程序

通过浏览器访问程序

| http://localhost:8080/student/query
http://localhost:8080/teacher/query

http://localhost:8080/admin/query

通过curl访问（可以使用git bash）

| # curl 默认发出get请求，下面可以省略 -X GET选项

curl -X GET localhost:8080/teacher/query

返回效果如下：

curl 的使用可以作为扩展学习（不讲，学员自学）

| curl 是常用的命令行工具，用来请求 Web 服务器。它的名字就是命令行（Command Line）下的 URL 工具的意思。
它的功能非常强大，命令行参数多达几十种。如果熟练的话，完全可以取代 Postman 这一类的图形界面工具。

参考学习网站：
https://catonmat.net/cookbooks/curl
https://www.ruanyifeng.com/blog/2019/09/curl-reference.html
https://www.ruanyifeng.com/blog/2011/09/curl.html
https://blog.csdn.net/angle_chen123/article/details/120675472

1.2.7 结论

此示例说明：

没有加入安全框架的SpringBoot web程序，默认所有资源均不受保护。

1.2.8 问题

我们的项目很多资源必须被保护起来，如何保护？引入安全框架

2 认证授权等基本概念

2.1 认证（authentication）

2.1.1 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。

2.1.2 什么是认证（登录）？

认证 ：用户认证就是判断一个用户的身份是否合法的过程。

2.1.3 常见的用户身份认证方式

Ø 用户名密码登录
Ø 二维码登录
Ø 手机短信登录
Ø 指纹认证
Ø 人脸识别
Ø 等等…

2.2 会话（session）

2.2.1 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存在会话中。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。

2.2.2 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。

2.2.3 基于token的认证方式

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。可以使用Redis 存储用户信息（分布式中共享****session）。
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。

2.3 授权(authorization)

2.3.1 为什么要授权（控制资源被访问）？

因为不同的用户可以访问的资源是不一样的。

2.3.2 什么是授权（给用户颁发权限）

授权： 授权是用户认证通过后，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。

2.4 RBAC（Role-Based Access Control） 基于角色的访问控制

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-KSusII0c-1681958373975)(https://cdn.nlark.com/yuque/0/2023/png/32441366/1681955131923-fbaab2ec-0224-43ed-bc32-7d1dcda26022.png#height=198&width=415)]
用户，角色，权限 本质：就是把权限打包给角色（角色拥有一组权限），分配给用户（用户拥有多个角色）。
最少包括五张表 （用户表、角色表、用户角色表、权限表、角色权限表）

3 java的安全框架实现

主要有三种方式：

| Ø Shiro：轻量级的安全框架，提供认证、授权、会话管理、密码管理、缓存管理等功能
Ø Spring Security：功能比Shiro强大，更复杂，权限控制细粒度更高，对OAuth2 支持更好，与Spring 框架无缝集合，使Spring Boot 集成很快捷。

Ø 自己写：基于过滤器（filter）和AOP来实现，难度大，没必要。

4 Spring Security

4.1 什么是Spring Security

Spring Security是一个能够为基于Spring的企业应用系统提供声明式（注解）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。
以上解释来源于百度百科。可以一句话来概括：

SpringSecurity 是一个安全框架。

4.2 官方网址

https://spring.io/projects/spring-security

查看下官网

5 认证入门

5.1 安全入门项目

5.1.1 新建模块springsecurity-02-hello

5.1.2 添加依赖和maven插件

此处可以使用bootpom 模板创建临时文件，并拷贝。

5.1.3 添加spring-boot-starter-security依赖

|

<groupId>org.springframework.boot</groupId>

<artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>

5.1.4 新建启动类

新建启动类Application，学员自行创建

5.1.5 新建三个controller

参照1.2.4 创建，可以直接拷贝过来
小提示：能使用键盘的地方，多使用键盘，少使用鼠标

重命名快捷键（shift+F6），移动文件快捷键 F6

5.1.6 启动程序，并使用浏览器访问

http://localhost:8080/student/query

系统会跳转到登录页面

运行结果说明：

spring Security默认拦截了所有请求，但登录退出不拦截

5.1.7 登录系统

使用默认用户user登录系统，密码是随机生成的UUID字符串，可以在控制台（console）上找到。

登录系统，再次访问：

|http://localhost:8080/student/query
http://localhost:8080/teacher/query
http://localhost:8080/admin/query

发现登录后的用户均可以正常访问

5.1.8 退出系统

http://localhost:8080/logout

单击Log Out 按钮，成功退出

5.1.9 结论

| 引入spring-boot-starter-security依赖后，项目中除登录退出外所有资源都会被保护起来

认证（登录）用户可以访问所有资源，不经过认证用户任何资源也访问不了。

5.1.10 问题

所有资源均已保护，但是用户只用一个，密码是随机的，只能在开发环境使用

5.2 使用配置文件配置用户名和密码

5.2.1 新建模块springsecurity-03-configfile

模仿5.1.1 新建即可。

5.2.2 添加安全依赖

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

5.2.3 新建启动类

新建启动类Application，学员自行创建

5.2.4 新建三个controller

参照1.2.4 创建，可以直接拷贝过来

5.2.5 新建配置文件application.yml

添加spring security 配置信息

spring:

  security:

    user:

      name: admin

      password: 888888 

5.2.6 启动运行并使用浏览器测试

发现使用配置文件中的用户名和密码可以正常访问。
配置文件中配置用户后，默认的user用户就没有了。
示例说明：可以通过配置文件配置用户和密码，解决了使用随机生成密码的问题。

5.2.7 查看源码

问题：
Ø 查看源码的快捷键是什么？
Ø 反编译生成代码和源码的区别？
Ø 如何下载源代码？
Ø 下载后的源代码存储到哪去了？

查看源码的快捷键：ctrl+鼠标左键
application.yml 中将鼠标指定到name那，按住ctrl键，单击鼠标左键

单击上图中 Download Sources，下载源码文件

可以看到默认用户名为user，密码为使用UUID随机生成的字符串。

5.2.8 问题

Spring Security配置文件中默认配置用户是单一的用户，大部分系统都有多个用户，多个用户如何配置？

5.3 基于内存的多用户管理

5.3.1 新建模块springsecurity-04-inmemory

5.3.2 添加安全依赖

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

5.3.3 新建启动类

新建启动类Application，学员自行创建

5.3.4 新建三个controller

参照1.2.4 创建，可以直接拷贝过来

5.3.5 新建配置文件application.yml

参照5.2.5 ，可以直接拷贝内容

5.3.6 新建配置类

com.powernode.config包下新建配置类MySecurityUserConfig，如下：

@Configuration
  public class MySecurityUserConfig {
    
    
     @Bean
    public UserDetailsService userDetailService() {
    
    
  //        使用org.springframework.security.core.userdetails.User类来定义用户
        //定义两个用户
        UserDetails user1 = User._builder_().username("eric").password("123456").roles("student").build();
        UserDetails user2 = User._builder_().username("thomas").password("123456").roles("teacher").build();
        //创建两个用户
        InMemoryUserDetailsManager userDetailsManager = new InMemoryUserDetailsManager();
        userDetailsManager.createUser(user1);
        userDetailsManager.createUser(user2);
        return userDetailsManager;
      }
  
} 

5.3.7 启动程序测试

登录页面输入用户名（thomas）和密码（123456），然后单击登录后，控制台报错，如下：

报错的原因如下：
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，都必须配置一个密码编码（加密）器

5.3.8 添加密码加密器bean但是不对密码加密

在MySecurityUserConfig类中加入以下bean

 /*
 *从 Spring5 开始，强制要求密码要加密
 *如果非不想加密，可以使用一个过期的 PasswordEncoder 的实例 NoOpPasswordEncoder，
 *但是不建议这么做，毕竟不安全。
 
 *@return
 */
  @Bean
  public PasswordEncoder passwordEncoder(){
    
    
    //不对密码进行加密，使用明文
    return NoOpPasswordEncoder._getInstance_();
  } 

重启程序再次使用thomas/123456登录测试，可以登录正常访问了。
使用admin/888888登录，登录不成功，说明：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

此处可以查看一下NoOpPasswordEncoder源码，再看一下单例模式，加密和密码对比方法
英文小提示：
明文：plaintext
密文：ciphertext
问题：
Ø 密码为什么要加密？加密的方式有哪些？ 涉及到密码加密问题
Ø NoOpPasswordEncoder此类已经过期，而且还没有加密，如何解决？下章解决
Ø 以学生身份登录，发现不但可以访问学生的页面，还可以访问教师的页面和管理员的页面，如何解决？ 权限问题，后面解决
Ø 如果要动态的创建用户，或者修改密码等(不是把用户名和密码写死到代码中)，怎么办？ 认证信息要存储到数据库中。

下面一章讲解密码加密问题