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**2.5.3,Spring Security 版本为5.5.1**。
使用 IDEA 创建一个 Spring Boot 项目,然后引入**spring-boot-starter-security**:
dependencies {
implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-security'
implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-web'
implementation 'org.projectlombok:lombok:1.18.8'
annotationProcessor 'org.projectlombok:lombok:1.18.8'
providedRuntime 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-tomcat'
testImplementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-test'
testImplementation 'org.springframework.security:spring-security-test'
}
接下来我们创建一个**HelloController**,对外提供一个/hello服务:
@RestController
public class HelloController {
@GetMapping("hello")
public String hello() {
return "hello world";
}
}
这时候我们直接启动项目,访问https://localhost:8080/hello,可以看到页面跳转到一个登陆页面:
默认的用户名为 user,密码由 Sping Security 自动生成,回到 IDEA 的控制台,可以找到密码信息:
Using generated security password: 4f06ba04-37e9-4bdd-a085-3305260da0d6
输入用户名 user,密码 4f06ba04-37e9-4bdd-a085-3305260da0d6 后,我们便可以成功访问/hello接口。
Spring Security 默认为我们开启了一个简单的安全配置,下面让我们来了解其原理。
当 Spring Boot 项目配置了 Spring Security 后,Spring Security 的整个加载过程如下图所示:
而当我们访问https://localhost:8080/hello时,代码的整个执行过程如下图所示:
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。
下面我们通过 debug 来验证这个过程:
首先,通过前面可以知道,当有请求来到时,最先由**DelegatingFilterProxy负责接收,因此在DelegatingFilterProxy**的doFilter()的首行打上断点:
接着**DelegatingFilterProxy会将请求委派给FilterChainProxy进行处理,在FilterChainProxy**的首行打上断点:
**FilterChainProxy会在doFilterInternal()中生成一个内部类VirtualFilterChain的实例,以此来调用 Spring Security 的整条过滤器链,在VirtualFilterChain**的doFilter()首行打上断点:
接下来**VirtualFilterChain会通过currentPosition依次调用存在additionalFilters中的过滤器,其中比较重要的几个过滤器有:UsernamePasswordAuthenticationFilter、DefaultLoginPageGeneratingFilter、AnonymousAuthenticationFilter、ExceptionTranslationFilter、FilterSecurityInterceptor**,我们依次在这些过滤器的doFilter()的首行打上断点:
准备完毕后,我们启动项目,然后访问https://localhost:8080/hello,程序首先跳转到**DelegatingFilterProxy**的断点上:
此时**delegate还是 null 的,接下来依次执行代码,可以看到delegate最终被赋值一个FilterChainProxy**的实例:
接下来程序依次跳转到**FilterChainProxy的doFilter()和VirtualFilterChain**的doFilter()中:
接着程序跳转到**AbstractAuthenticationProcessingFilter(UsernamePasswordAuthenticationFilter**的父类)的doFilter()中,通过requiresAuthentication()判定为 false(是否是 POST 请求):
接着程序跳转到**DefaultLoginPageGeneratingFilter**的doFilter()中,通过isLoginUrlRequest()判定为 false(请求路径是否是/login):
接着程序跳转到**AnonymousAuthenticationFilter的doFilter()中,由于是首次请求,此时SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication()为 null,因此会生成一个AnonymousAuthenticationToken**的实例:
接着程序跳转到**ExceptionTranslationFilter的doFilter()中,ExceptionTranslationFilter负责处理FilterSecurityInterceptor**抛出的异常,我们在 catch 代码块的首行打上断点:
接着程序跳转到**FilterSecurityInterceptor的doFilter()中,依次执行代码后程序停留在其父类(AbstractSecurityInterceptor**)的attemptAuthorization()中:
accessDecisionManager是AccessDecisionManager(访问决策器)的实例,AccessDecisionManager主要有 3 个实现类:AffirmativeBased(一票通过),ConsensusBased(少数服从多数)、UnanimousBased(一票否决),此时**AccessDecisionManager的的实现类是AffirmativeBased,我们可以看到程序进入AffirmativeBased**的decide()中:
从上图可以看出,决策的关键在voter.vote(authentication, object, configAttributes)这句代码上,通过跟踪调试,程序最终进入**AuthenticationTrustResolverImpl**的isAnonymous()中:
isAssignableFrom()判断前者是否是后者的父类,而**anonymousClass被固定为AnonymousAuthenticationToken.class,参数authentication由前面AnonymousAuthenticationFilter可以知道是AnonymousAuthenticationToken的实例,因此isAnonymous()返回 true,FilterSecurityInterceptor抛出AccessDeniedException异常,程序返回ExceptionTranslationFilter**的 catch 块中:
接着程序会依次进入**DelegatingAuthenticationEntryPoint、LoginUrlAuthenticationEntryPoint中,最后由LoginUrlAuthenticationEntryPoint**的commence()决定重定向到/login:
后续对/login的请求同样会经过之前的执行流程,在**DefaultLoginPageGeneratingFilter的doFilter()中,通过isLoginUrlRequest()判定为 true(请求路径是否是/login),直接返回login.html**,也就是我们开头看到的登录页面。
当我们输入用户名和密码,点击**Sign in,程序来到AbstractAuthenticationProcessingFilter的doFilter()中,通过requiresAuthentication()判定为 true(是否是 POST 请求),因此交给其子类UsernamePasswordAuthenticationFilter进行处理,UsernamePasswordAuthenticationFilter会将用户名和密码封装成一个UsernamePasswordAuthenticationToken**的实例并进行校验,当校验通过后会将请求重定向到我们一开始请求的路径:/hello。
后续对/hello的请求经过过滤器链时就可以一路开绿灯直到最终交由**HelloController**返回"Hello World"。