1.SpringSecurity -快速入门、加密、基础授权

SpringSecurity简介

文章目录

SpringSecurity简介
一、基本概念
二、SpringSecurity入门
三、加密
- 3.1 密码加密学习
- 3.2 BCryptPasswordEncoder
四、权限信息

一、基本概念

1.1 认证（Authentication）方式

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

什么是认证（登录）？

用户认证就是判断一个用户的身份是否合法的过程

常见的用户身份认证方式

用户名密码登录
二维码登录
手机短信登录
指纹认证
人脸识别
…

1.2 会话(Session)介绍

下面这个文章中有对session的理解：基于Session实现短信登录_c# 登录session怎么使用_我爱布朗熊的博客-CSDN博客

过滤器与拦截器 - 登录校验与登录认证（JWT令牌技术）_jwt过滤器_我爱布朗熊的博客-CSDN博客

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

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。

有一些用户在使用浏览器的时候会禁用Cookie，这会导致发一次请求，用户登录一次

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。

1.3 授权(Authorization)介绍

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不一样

什么是授权（给用户颁发权限）？

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

1.4 RBAC

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

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），又将角色分配给用户（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）

二、SpringSecurity入门

声明式（注解）的安全访问控制解决方案的安全框架

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

2.1 快速入门

2.1.1 Maven坐标

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
    <version>2.4.2</version>
</dependency>

2.1.2 接口

@RestController
@RequestMapping("/hello")
public class HelloController {
    
    

    @GetMapping("/hello")
    private String hello(){
    
    
        return "hello";
    }

}

访问上面的接口就会出现下面的页面（登录）

默认的用户名是User，密码是在控制台上的UUID

登录上后便可以访问接口。

之后不会使用这种方式

我们也可以退出，访问IP:端口号/logout

2.1.3 源码

为什么默认的用户名是user？并且密码是一串UUID？

如下代码所示

2.2 配置文件配置用户名和密码

在配置文件中配置如下信息

spring:
  security:
    user:
      name: admin
      password: 123456

此时我们再使用默认的用户就不行了，而且控制台也不会输出UUID形式的密码了

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？

可以使用基于内存的多用户管理

2.3 基于内存的多用户管理

2.2 中配置的用户名和密码只能配置一个，但是我们的系统有许多的用户名和密码。

/**
 * 自定义类实现用户详情服务接口
 *
 *   系统中默认是有这个UserDetailsService的，也就是默认的用户名（user）和默认密码（控制台生成的）
 *   如果在yaml文件中配置了用户名和密码，那在系统中的就是yaml文件中的信息
 *
 * 我们自定义了之后，就会把系统中的UserDetailsService覆盖掉
 */
@Configuration
public class MySecurityUserConfig  {
    
    
    /**
     * 根据用户名把用户的详情从数据库中获取出来,封装成用户细节信息UserDetailsService（包括用户名、密码、用户所拥有的权限）
     *
     * UserDetails存储的是用户的用户名、密码、去权限信息
     */
    @Bean
    public UserDetailsService userDetailsService() {
    
    
//      用户细节信息,创建两个用户
//      此User是SpringSecurity框架中的public class User implements UserDetails, CredentialsContainer
        UserDetails user1 =User.builder().username("zhangjingqi1").password("123456").roles("student").build();
        UserDetails user2 = User.builder().username("zhangjingqi2").password("123456789").roles("teacher").build();


//      InMemoryUserDetailsManager implements UserDetailsManager, UserDetailsPasswordService,其中UserDetailsManager继承UserDetailsService
        InMemoryUserDetailsManager userDetailsManager = new InMemoryUserDetailsManager();
        userDetailsManager.createUser(user1);
        userDetailsManager.createUser(user2);
        return  userDetailsManager;
    }
}

上面的程序启动会报错，原因：

SpringSecurity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

/**
 * 自定义用户必须配置密码加密器。
 * NoOpPasswordEncoder.getInstance() 此实例表示不加密
 */
@Bean
public PasswordEncoder passwordEncoder(){
    
    
    return NoOpPasswordEncoder.getInstance();
}

此时用户名和密码就是user1与user2中配置的用户名和密码（此时配置文件中的用户名和密码会失效）

UserDetails类如下所示：

三、加密

3.1 密码加密学习

密码为什么要加密？

CSDN网站六百万用户信息外泄-月光博客 (williamlong.info)

在加解密时一定要注意，我们要使用明文能加密成密文但是密文解密不成明文的加密算法

如果密文能解密，那我们加密的效果其实不算太好，黑客照样还是可以破译

加密的方式有哪些？涉及到密码加密问题

密码加密一般使用散列函数，又称散列算法，哈希函数，这些函数都是单向函数（从明文到密码，反之不行）

常见的散列算法有MD5和SHA

SpringSecurity提供了多种密码加密方案，基本上都实现了PasswordEncode接口，官方推荐使用BCryptPasswordEncode

NoOpPasswordEncoder类已经过期了，而且还没有加密，怎么解决？
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
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？

热疹信息存储到数据库中

3.2 BCryptPasswordEncoder

        BCryptPasswordEncoder passwordEncoder = new BCryptPasswordEncoder();
        String encode1 = passwordEncoder.encode("123456");
        String encode2 = passwordEncoder.encode("123456");
        String encode3 = passwordEncoder.encode("123456");
        System.out.println(encode1);//$2a$10$hkaTFSnsEBYcZxXMrDpMQu.IiPM5ZAIQ63Vvkq01.oxxv0yVRmKly
        System.out.println(encode2);//$2a$10$nuPqwjhW0e/RZ.h3L1gZx.KanwUNQd4GEB2YoeB/LeVOhavcoBS7O
        System.out.println(encode3);//$2a$10$SPHV9tuI6JhgOwDO2hMR4eq43E5BGmYJDQJ5GltIuK7WSQqi1sHzm

//      参数1：原文   参数2：密文
        boolean result1 = passwordEncoder.matches("123456", encode1);
        boolean result2 = passwordEncoder.matches("123456", encode2);
        System.out.println(result1);//true
        System.out.println(result2);//true

补充断言的知识：

如果result1的结果是true的话，运行时的标记就是”√“，反之则是“×”

assertTrue(result1);//期望result1为true
assertFalse(result2);//期望result2为true

以下就是错误的情况

我们可以将PasswordEncoder放入到Bean工厂中

/**
 * 配置密码加密器
 * NoOpPasswordEncoder.getInstance() 此实例表示不加密
 * BCryptPasswordEncoder() 会加密
 */
@Bean
public PasswordEncoder passwordEncoder(){
    
    
    return new BCryptPasswordEncoder();
}

修改我们之前的程序

    @Bean
    public UserDetailsService userDetailsService() {
    
    
//      用户细节信息,创建两个用户
//      此User是SpringSecurity框架中的public class User implements UserDetails, CredentialsContainer
        UserDetails user1 = User.builder().username("zhangjingqi-1").password(passwordEncoder().encode("123456")).roles("student").build();
        UserDetails user2 = User.builder().username("zhangjingqi-2").password(passwordEncoder().encode("123456")).roles("teacher").build();

//      InMemoryUserDetailsManager implements UserDetailsManager, UserDetailsPasswordService,其中UserDetailsManager继承UserDetailsService
        InMemoryUserDetailsManager userDetailsManager = new InMemoryUserDetailsManager();
        userDetailsManager.createUser(user1);
        userDetailsManager.createUser(user2);
        return  userDetailsManager;
    }

四、权限信息

4.1 获取登录用户信息

关于已经验证实体的详情被存储到安全性上下文中（SpringContext）

如果用户名和密码正确，说明认证成功

此时会把认证信息放到Authentication中，再把Authentication放到SecurityContext中

然后可以通过安全上下文持有器SecurityContextHolder获取安全上下文

/**
 * 获取用户登录信息的方式
 */
@RestController
@Slf4j
public class CurrentLoginUserController {
    
    

    /**
     * import org.springframework.security.core.Authentication;
     * 一旦登录成功，访问下面的请求就可以得到authentication
     *
     * Authentication 继承 Principal
     *
     */
    @GetMapping("/getLoginUser1")
    public Authentication getLoginUser1(Authentication authentication) {
    
    
        return authentication;
    }



    /**
     *import java.security.Principal;
     * 一旦登录成功，访问下面的请求就可以得到principal
     */
    @GetMapping("/getLoginUser2")
    public Principal getLoginUser2(Principal principal) {
    
    
        return principal;
    }

    /**
     * 一旦我们登陆成功，框架就会把我们的信息放到安全性上文中SpringContext
     * 所以我们可以通过安全性上文SpringContext获取用户信息
     */
    @GetMapping("/getLoginUser3")
    public Principal getLoginUser3() {
    
    
//      通过安全上下文持有器获取安全上下文
        return SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication();
    }

}

访问：localhost:8080/getLoginUser1

“name”用户名

“credentials”凭据，其实就是密码，这里是null的原因就是直接给展示密码太不安全了，所以显示为null

“authorities”权限信息，授权，权限

“principal”中的内容就是代码UserDetails中定义的内容

"accountNonExpired"账户是否未过期，true表示未过期

"accountNonLocked"账户是否未锁定，true表示未锁定

"credentialsNonExpired"凭证是否未过期，true表示未过期，这里的凭证一般是指密码
**“enabled”**账户是否可用，true表示可用

只有当"accountNonExpired"、“accountNonLocked”、“credentialsNonExpired”、"enabled"都为true时，账户才能使用

4.2 配置用户权限

如下图所示，便是给用户配置权限

其中roles可以配置多个角色，其有一个可变数组，这样来说一个用户可以配置多个角色

UserDetails user1 = User.builder().username("zhangjingqi-1").password(passwordEncoder().encode("123456")).roles("student","manager").build();

下面来配置一下用户的权限

    @Bean
    public UserDetailsService userDetailsService() {
    
    
//      用户细节信息,创建两个用户
//      此User是SpringSecurity框架中的public class User implements UserDetails, CredentialsContainer
        UserDetails user1 = User.builder()
                .username("zhangjingqi-1")
                .password(passwordEncoder().encode("123456"))
//               配置用户角色
                .roles("student", "manager") //角色到系统中会变成权限的，比如这里会变成ROLE_student,ROLE_manager
//               配置用户权限. student:delete权限处理学生的删除，student:add权限处理学生的添加
                .authorities("student:delete","student:add")
                .build();
        
        UserDetails user2 = User.builder()
                .username("zhangjingqi-2")
                .password(passwordEncoder().encode("123456"))
//              配置权限
                .authorities("teacher:delete", "teacher:add")
//              配置角色
                .roles("teacher")
                .build();

//      InMemoryUserDetailsManager implements UserDetailsManager, UserDetailsPasswordService,其中UserDetailsManager继承UserDetailsService
        InMemoryUserDetailsManager userDetailsManager = new InMemoryUserDetailsManager();
        userDetailsManager.createUser(user1);
        userDetailsManager.createUser(user2);
        return userDetailsManager;
    }

登录zhangjingqi-1账号，访问localhost:8080/getLoginUser3

我们发现，JSON串中“authorities”的内容是中配置的”authorities“，而没有将“roles”变成权限

之后再登录zhangjingqi-2账号访问localhost:8080/getLoginUser3，我们发现下面的JSON串中”authorities“是在代码中配置的“roles”角色信息转换成的权限

所以配置用户权限我们得出一个结论：

在代码中配置“authorities“与“roles”时，谁再后面谁执行，后者会覆盖前者；
配置的”roles“角色信息，在前面添加一个“ROLE_”前缀就会变成权限信息
系统不会给配置的”authorities“权限信息添加任何前缀

4.3 针对URL授权

此控制级别只在Controller层

虽然我们实现了认证功能，但是受保护的资源是默认的，默认所有认证（登录）用户均可以访问所有资源，不能根据实际情况进行角色管理

要实现授权功能，需重新WebSecurityConfigurerAdapter中的一个configure方法

虽然之前我们配置了用户角色和用户权限，但是用户登录上之后依然可以随便访问，比如说“student”角色可以访问“teacher”角色对应的功能。

4.3.1 拒绝任何请求

如下代码所示：表示拒绝任何http请求

虽然可以使用zhangjingqi-1或zhangjingqi-2认证成功登录，但是Controller不让访问，并且包括springSecurity框架中的login也会被屏蔽掉

@Configuration
public class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
    
    

    /**
     * 重写 configure(HttpSecurity http)方法
     */
    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
    
    

       http.authorizeRequests()//授权http请求
               .anyRequest()//任何请求
               .denyAll();//拒绝
    }

访问http://localhost:8080/login如下所示

4.3.2 允许登录表单

为了可以访问http://localhost:8080/login，我们可以使用下面的一个配置

    /**
     * 重写 configure(HttpSecurity http)方法
     */
    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
    
    

       http.authorizeRequests()//授权http请求
               .anyRequest()//任何请求
               .denyAll();//拒绝

        http.formLogin().permitAll();//允许表单登录

    }

此时就可以看到下面的登录界面了，但是如果访问其他请求，就会被拒绝

4.3.3 允许任何请求

    /**
     * 重写 configure(HttpSecurity http)方法
     */
    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
    
    

        http.authorizeRequests()//授权http请求
                .anyRequest()//任何请求
                .permitAll();//允许任何请求


        http.formLogin().permitAll();//允许表单登录
    }

4.3.4 匹配请求

zhangjingqi-1对应的权限：student:delete、student:add

zhangjingqi-2对应的权限：ROLE_teacher

@Configuration
public class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
    
    

    /**
     * 重写 configure(HttpSecurity http)方法
     */
    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
    
    

        http.authorizeRequests()//授权http请求
                .mvcMatchers("/student/**")// 匹配/student开头的请求
                .hasAnyAuthority("student:add")// 拥有student:add权限的用户可以访问上面的url

                .mvcMatchers("/teacher/**") // 匹配/teacher/**开头的请求
                .hasAnyAuthority("ROLE_teacher")//拥有ROLE_teacher权限的用户可以访问/teacher/**开头的url

                .anyRequest()// 任何请求
                .authenticated()//需要验证。注意：没有配置的url，只要登录成功就可以访问
        ;

        http.formLogin().permitAll();//允许表单登录
    }
}

使用zhangjingqi-1访问一下localhost:8080/student/hello

使用zhangjingqi-1访问一下localhost:8080/hello/hello

使用zhangjingqi-1访问一下localhost:8080/teacher/hello

使用zhangjingqi-2访问一下http://localhost:8080/student/hello

使用zhangjingqi-2访问一下localhost:8080/hello/hello

使用zhangjingqi-2访问一下localhost:8080/teacher/hello

4.3.5 总结

匹配请求的三种方式

.mvcMatchers("/student/**")

.regexMatchers("/student/**")

.anyMatchers("/student/**")

判断权限的五种方式

推荐第一种

.hasAuthority("ROLE_teacher") //是否有单个权限，参数只能写一个权限

.hasAnyAuthority("ROLE_teacher","student:add")//是否有其中的任意一个权限

.access( "hasAuthority('student:query') or  hasAuthority('student:add')")

.hasRole("student") // 是否有单个角色

.hasAnyRole("student") //是否有其中的某个角色

先写匹配路径，再写对应的权限

4.4 针对方法进行授权

下面通过更灵活的配置方法安全，我们先通过@EnableGlobalMethodSecurity开启基于注解的安全配置

4.4.1 抽象类

public interface TeacherService {
    
    
    String add();

    String update();

    String delete();

    String query();
}

4.4.2 实现类

@Slf4j
@Service
public class TeacherServiceImpl implements TeacherService {
    
    

    //预授权注解,此处采用表达式的形式。
    //如果有teacher:add权限，才会执行下面这个方法；反之不会访问
    @PreAuthorize("hasAuthority('teacher:add')")
    @Override
    public String add() {
    
    
        log.info("添加教师成功");
        return "添加教师成功";
    }

    //只要有teacher:update或teacher:add权限其中之一，便可以执行下面的方法
    @PreAuthorize("hasAnyAuthority('teacher:update','teacher:add')")
    @Override
    public String update() {
    
    
        log.info("修改教师成功");
        return "修改教师成功";
    }

    @PreAuthorize("hasAuthority('teacher:delete')")
    @Override
    public String delete() {
    
    
        log.info("删除教师成功");
        return "删除教师成功";
    }

    @PreAuthorize("hasAuthority('teacher:query')")
    @Override
    public String query() {
    
    
        log.info("查询教师成功");
        return "查询教师成功";
    }
}

4.4.3 teacher的Controller

@RestController
@RequestMapping("/teacher")
public class TeacherController {
    
    

    @Resource
    private TeacherService teacherService;


    @GetMapping("/query")
    public String queryInfo() {
    
    
        return teacherService.query();
    }

    @GetMapping("/add")
    public String addInfo() {
    
    
        return teacherService.add();
    }

    @GetMapping("/update")
    public String updateInfo() {
    
    
        return teacherService.update();
    }

    @GetMapping("/delete")
    public String deleteInfo() {
    
    
        return teacherService.delete();
    }
}

4.4.4 用户详情服务接口配置类

@Configuration
public class MySecurityUserConfig {
    
    
    /**
     * 根据用户名把用户的详情从数据库中获取出来,封装成用户细节信息UserDetails（包括用户名、密码、用户所拥有的权限）
     * <p>
     * UserDetails存储的是用户的用户名、密码、去权限信息
     */
    @Bean
    public UserDetailsService userDetailsService() {
    
    
//      用户细节信息,创建两个用户
//      此User是SpringSecurity框架中的public class User implements UserDetails, CredentialsContainer
        UserDetails user1 = User.builder()
                .username("zhangjingqi-1")
                .password(passwordEncoder().encode("123456"))
//               配置用户角色
                .roles("student") //角色到系统中会变成权限的，比如这里会变成ROLE_student,ROLE_manager
                .build();

        UserDetails user2 = User.builder()
                .username("zhangjingqi-2")
                .password(passwordEncoder().encode("123456"))
//              配置权限
                .authorities("teacher:query")
                .build();

        UserDetails user3 = User.builder()
                .username("admin")
                .password(passwordEncoder().encode("123456"))
//              配置权限
                .authorities("teacher:query","teacher:add","teacher:update","teacher:delete")
                .build();

//      InMemoryUserDetailsManager implements UserDetailsManager, UserDetailsPasswordService,其中UserDetailsManager继承UserDetailsService
        InMemoryUserDetailsManager userDetailsManager = new InMemoryUserDetailsManager();
        userDetailsManager.createUser(user1);
        userDetailsManager.createUser(user2);
        userDetailsManager.createUser(user3);
        return userDetailsManager;
    }

    /**
     * 配置密码加密器
     * NoOpPasswordEncoder.getInstance() 此实例表示不加密
     * BCryptPasswordEncoder() 会加密
     */
    @Bean
    public PasswordEncoder passwordEncoder() {
    
    
        return new BCryptPasswordEncoder();
    }

}

4.4.5 安全配置

WebSecurityConfig这个地方其实是URL的权限配置

预授权：在访问方法之前判断有无权限（使用量最大）

后授权：访问完方法后再判断有无权限

//@Configuration
//开启全局方法安全。 prePostEnabled = true 表示预授权和后授权开启
//此注解中包含@Configuration注解，所以不用重复标识
@EnableGlobalMethodSecurity(prePostEnabled = true)
public class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
    
    

    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
    
    

        http.authorizeRequests()//授权http请求
                .anyRequest() //任何请求
                .authenticated();//都需要认证

        http.formLogin().permitAll();//允许表单登录

//      或者下面这种形式
//        http.authorizeRequests()//授权http请求
//                .anyRequest() //任何请求
//                .authenticated()//都需要认证
//                .and()
//                .formLogin().permitAll();
    }
}

4.4.6 测试

用户admin，访问localhost:8080/teacher/query

用户admin，访问localhost:8080/teacher/add

用户zhangjingqi-2，访问localhost:8080/teacher/query

用户zhangjingqi-2，访问localhost:8080/teacher/add

用户zhangjingqi-1，访问localhost:8080/teacher/query