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这里记录着我的java后端学习之路

springsecurity集成boot

2020-01-04

百味皆苦

鉴权

springsecurity

集成springboot
工作原理
授权流程

集成springboot

创建maven工程 security-spring-boot

pom

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <groupId>com.pbteach.security</groupId>
    <artifactId>security-springboot</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>

    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.1.3.RELEASE</version>
    </parent>

    <properties>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
        <maven.compiler.source>1.8</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>1.8</maven.compiler.target>
    </properties>
    <dependencies>
        <!-- 以下是>spring boot依赖-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>

        <!-- 以下是>spring security依赖-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
        </dependency>


        <!-- 以下是jsp依赖-->
        <dependency>
            <groupId>javax.servlet</groupId>
            <artifactId>javax.servlet-api</artifactId>
            <scope>provided</scope>
        </dependency>
        <!--jsp页面使用jstl标签 -->
        <dependency>
            <groupId>javax.servlet</groupId>
            <artifactId>jstl</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
            <scope>provided</scope>
        </dependency>
        <!--用于编译jsp -->
        <dependency>
            <groupId>org.apache.tomcat.embed</groupId>
            <artifactId>tomcat-embed-jasper</artifactId>
            <scope>provided</scope>
        </dependency>
         <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <version>1.18.0</version>
          </dependency>
    </dependencies>
    <build>
        <finalName>security-springboot</finalName>
        <pluginManagement>
            <plugins>
                <plugin>
                    <groupId>org.apache.tomcat.maven</groupId>
                    <artifactId>tomcat7-maven-plugin</artifactId>
                    <version>2.2</version>
                </plugin>
                <plugin>
                    <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                    <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
                    <configuration>
                        <source>1.8</source>
                        <target>1.8</target>
                    </configuration>
                </plugin>

                <plugin>
                    <artifactId>maven-resources-plugin</artifactId>
                    <configuration>
                        <encoding>utf-8</encoding>
                        <useDefaultDelimiters>true</useDefaultDelimiters>
                        <resources>
                            <resource>
                                <directory>src/main/resources</directory>
                                <filtering>true</filtering>
                                <includes>
                                    <include>**/*</include>
                                </includes>
                            </resource>
                            <resource>
                                <directory>src/main/java</directory>
                                <includes>
                                    <include>**/*.xml</include>
                                </includes>
                            </resource>
                        </resources>
                    </configuration>
                </plugin>
            </plugins>
        </pluginManagement>
    </build>

</project>

spring容器

SpringBoot工程启动会自动扫描启动类所在包下的所有Bean，加载到spring容器。
1）Spring Boot配置文件：在resources下添加application.properties

server.port=8080
server.servlet.context-path=/security-springboot
spring.application.name = security-springboot

2）Spring Boot 启动类

@SpringBootApplication
public class SecuritySpringBootApp {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SecuritySpringBootApp.class, args);
    }

}

Servlet Context配置

由于Spring boot starter自动装配机制，这里无需使用@EnableWebMvc与@ComponentScan，WebConfig如下

@Configuration
public class WebConfig implements WebMvcConfigurer {

    //默认Url根路径跳转到/login，此url为spring security提供
    @Override
    public void addViewControllers(ViewControllerRegistry registry) {
        registry.addViewController("/").setViewName("redirect:/login");
    }
}

视图解析器配置在application.properties中

spring.mvc.view.prefix=/WEB-INF/views/
spring.mvc.view.suffix=.jsp

安全配置

由于Spring boot starter自动装配机制，这里无需使用@EnableWebSecurity，WebSecurityConfig内容如下

@Configuration
public class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
//配置用户信息服务
    @Bean
    public UserDetailsService userDetailsService()  {
        //在userDetailsService()方法中，我们返回了一个UserDetailsService给spring容器，Spring Security会使用它来获取用户信息。我们暂时使用InMemoryUserDetailsManager实现类，并在其中分别创建了zhangsan、lisi两个用户，并设置密码和权限。
        InMemoryUserDetailsManager manager = new InMemoryUserDetailsManager();
        manager.createUser(User.withUsername("zhangsan").password("123").authorities("p1").build());
        manager.createUser(User.withUsername("lisi").password("456").authorities("p2").build());
    return manager;
}
    //密码编码器
    @Bean
    public PasswordEncoder passwordEncoder() {
        //先使用不加密的密码编码器
        return  NoOpPasswordEncoder.getInstance();
    }
    //配置安全拦截机制
    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http
                .authorizeRequests()
                .antMatchers("/r/**").authenticated() //所有的/r/**请求必须认证通过
                .anyRequest().permitAll()             //除了/r/**以外的请求都可以直接访问
                .and()//允许表单登录
                .formLogin().successForwardUrl("/login-success");//自定义登录成功后的跳转地址
    }
}

controller

@RequestMapping(value = "/login-success",produces = {"text/plain;charset=UTF-8"})
public String loginSuccess(){
    return " 登录成功";
}
/**
 * 测试资源1
 * @return
 */
@GetMapping(value = "/r/r1",produces = {"text/plain;charset=UTF-8"})
public String r1(){
    return " 访问资源1";
}

/**
 * 测试资源2
 * @return
 */
@GetMapping(value = "/r/r2",produces = {"text/plain;charset=UTF-8"})
public String r2(){
    return " 访问资源2";
}

工作原理

结构总览

Spring Security所解决的问题就是安全访问控制，而安全访问控制功能其实就是对所有进入系统的请求进行拦截，校验每个请求是否能够访问它所期望的资源。
可以通过Filter或AOP等技术来实现，Spring Security对Web资源的保护是靠Filter实现的
当初始化Spring Security时，会创建一个名为SpringSecurityFilterChain的Servlet过滤器，类型为 org.springframework.security.web.FilterChainProxy，它实现了javax.servlet.Filter，因此外部的请求会经过此类

FilterChainProxy是一个代理，真正起作用的是FilterChainProxy中SecurityFilterChain所包含的各个Filter
同时这些Filter作为Bean被Spring管理，它们是Spring Security核心，各有各的职责，但他们并不直接处理用户的认证，也不直接处理用户的授权，而是把它们交给了认证管理器（AuthenticationManager）和决策管理器（AccessDecisionManager）进行处理

SecurityContextPersistenceFilter ：这个Filter是整个拦截过程的入口和出口（也就是第一个和最后一个拦截器），会在请求开始时从配置好的 SecurityContextRepository 中获取 SecurityContext，然后把它设置给 SecurityContextHolder。在请求完成后将 SecurityContextHolder 持有的 SecurityContext 再保存到配置好的 SecurityContextRepository，同时清除 securityContextHolder 所持有的 SecurityContext；
UsernamePasswordAuthenticationFilter 用于处理来自表单提交的认证。该表单必须提供对应的用户名和密码，其内部还有登录成功或失败后进行处理的 AuthenticationSuccessHandler 和 AuthenticationFailureHandler，这些都可以根据需求做相关改变；
FilterSecurityInterceptor 是用于保护web资源的，使用AccessDecisionManager对当前用户进行授权访问
ExceptionTranslationFilter 能够捕获来自 FilterChain 所有的异常，并进行处理。但是它只会处理两类异常：AuthenticationException 和 AccessDeniedException，其它的异常它会继续抛出。

认证流程

仔细分析认证过程：
- 用户提交用户名、密码被SecurityFilterChain中的UsernamePasswordAuthenticationFilter过滤器获取到，封装为请求Authentication，通常情况下是UsernamePasswordAuthenticationToken这个实现类
- 然后过滤器将Authentication提交至认证管理器（AuthenticationManager）进行认证
- 认证成功后，AuthenticationManager身份管理器返回一个被填充满了信息的（包括上面提到的权限信息，身份信息，细节信息，但密码通常会被移除）Authentication实例
- SecurityContextHolder安全上下文容器将第3步填充了信息的Authentication，通过SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(…)方法，设置到其中。
可以看出AuthenticationManager接口（认证管理器）是认证相关的核心接口，也是发起认证的出发点，它的实现类为ProviderManager。而Spring Security支持多种认证方式，因此ProviderManager维护着一个List<AuthenticationProvider>列表，存放多种认证方式，最终实际的认证工作是由AuthenticationProvider完成的。
web表单的对应的AuthenticationProvider实现类为DaoAuthenticationProvider，它的内部又维护着一个UserDetailsService负责UserDetails的获取。最终AuthenticationProvider将UserDetails填充至Authentication。

AuthenticationProvider

认证管理器（AuthenticationManager）委托AuthenticationProvider完成认证工作。
AuthenticationProvider是一个接口
```
public interface AuthenticationProvider {
    Authentication authenticate(Authentication authentication) throws AuthenticationException;
    boolean supports(Class<?> var1);
}
```
- authenticate()方法定义了认证的实现过程，它的参数是一个Authentication，里面包含了登录用户所提交的用户、密码等。而返回值也是一个Authentication，这个Authentication则是在认证成功后，将用户的权限及其他信息重新组装后生成。
Spring Security中维护着一个List<AuthenticationProvider>列表，存放多种认证方式，不同的认证方式使用不同的AuthenticationProvider。如使用用户名密码登录时，使用AuthenticationProvider1，短信登录时使用AuthenticationProvider2等等这样的例子很多。
每个AuthenticationProvider需要实现supports（）方法来表明自己支持的认证方式，如我们使用表单方式认证，在提交请求时Spring Security会生成UsernamePasswordAuthenticationToken，它是一个Authentication，里面封装着用户提交的用户名、密码信息。

//DaoAuthenticationProvider的基类AbstractUserDetailsAuthenticationProvider
public boolean supports(Class<?> authentication) {
    return UsernamePasswordAuthenticationToken.class.isAssignableFrom(authentication);
}

也就是说当web表单提交用户名密码时，Spring Security由DaoAuthenticationProvider处理。
Authentication是spring security包中的接口，直接继承自Principal类，而Principal是位于java.security包中的。它是表示着一个抽象主体身份，任何主体都有一个名称，因此包含一个getName()方法。

public interface Authentication extends Principal, Serializable {         （1）
 
    Collection<? extends GrantedAuthority> getAuthorities();              （2）
    
  	Object getCredentials();										  （3）				

    Object getDetails();                                                  （4）

    Object getPrincipal();                                                （5）

    boolean isAuthenticated();                                            

    void setAuthenticated(boolean var1) throws IllegalArgumentException;
}

（2）getAuthorities()，权限信息列表，默认是GrantedAuthority接口的一些实现类，通常是代表权限信息的一系列字符串。
（3）getCredentials()，凭证信息，用户输入的密码字符串，在认证过后通常会被移除，用于保障安全。
（4）getDetails()，细节信息，web应用中的实现接口通常为 WebAuthenticationDetails，它记录了访问者的ip地址和sessionId的值。
（5）getPrincipal()，身份信息，大部分情况下返回的是UserDetails接口的实现类，UserDetails代表用户的详细信息，那从Authentication中取出来的UserDetails就是当前登录用户信息，它也是框架中的常用接口之一。

UserDetailsService

咱们现在知道DaoAuthenticationProvider处理了web表单的认证逻辑，认证成功后既得到一个Authentication(UsernamePasswordAuthenticationToken实现)，里面包含了身份信息（Principal）。这个身份信息就是一个Object ，大多数情况下它可以被强转为UserDetails对象。
DaoAuthenticationProvider中包含了一个UserDetailsService实例，它负责根据用户名提取用户信息UserDetails(包含密码)，而后DaoAuthenticationProvider会去对比UserDetailsService提取的用户密码与用户提交的密码是否匹配作为认证成功的关键依据，因此可以通过将自定义的UserDetailsService公开为spring bean来定义自定义身份验证。

public interface UserDetailsService {    
	UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException;
}

UserDetailsService只负责从特定的地方（通常是数据库）加载用户信息，仅此而已。而DaoAuthenticationProvider的职责更大，它完成完整的认证流程，同时会把UserDetails填充至Authentication。

public interface UserDetails extends Serializable {

   Collection<? extends GrantedAuthority> getAuthorities();

   String getPassword();

   String getUsername();

   boolean isAccountNonExpired();

   boolean isAccountNonLocked();

   boolean isCredentialsNonExpired();

   boolean isEnabled();
}

Authentication的getCredentials()与UserDetails中的getPassword()需要被区分对待，前者是用户提交的密码凭证，后者是用户实际存储的密码，认证其实就是对这两者的比对。
Authentication中的getAuthorities()实际是由UserDetails的getAuthorities()传递而形成的。
通过实现UserDetailsService和UserDetails，我们可以完成对用户信息获取方式以及用户信息字段的扩展
Spring Security提供的InMemoryUserDetailsManager(内存认证)，JdbcUserDetailsManager(jdbc认证)就是UserDetailsService的实现类，主要区别无非就是从内存还是从数据库加载用户。
自定义UserDetailsService

@Service
public class SpringDataUserDetailsService implements UserDetailsService {
    @Override
    public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {
        //登录账号
        System.out.println("username="+username);
        //根据账号去数据库查询...
        //这里暂时使用静态数据
        UserDetails userDetails = User.withUsername(username).password("123").authorities("p1").build();
        return userDetails;
    }
}


//屏蔽安全配置类中UserDetailsService的定义
/*    @Bean
    public UserDetailsService userDetailsService()  {
        InMemoryUserDetailsManager manager = new InMemoryUserDetailsManager();
        manager.createUser(User.withUsername("zhangsan").password("123").authorities("p1").build());
        manager.createUser(User.withUsername("lisi").password("456").authorities("p2").build());
        return manager;
}*/

PasswordEncoder

Spring Security为了适应多种多样的加密类型，又做了抽象，DaoAuthenticationProvider通过PasswordEncoder接口的matches方法进行密码的对比，而具体的密码对比细节取决于实现：

public interface PasswordEncoder {
    String encode(CharSequence var1);

    boolean matches(CharSequence var1, String var2);

    default boolean upgradeEncoding(String encodedPassword) {
        return false;
    }
}

而Spring Security提供很多内置的PasswordEncoder，能够开箱即用，使用某种PasswordEncoder只需要进行如下声明即可，如下：

@Bean
public PasswordEncoder passwordEncoder() {
    return  NoOpPasswordEncoder.getInstance();
}

NoOpPasswordEncoder采用字符串匹配方法，不对密码进行加密比较处理，密码比较流程如下：
- 1、用户输入密码（明文）
- 2、DaoAuthenticationProvider获取UserDetails（其中存储了用户的正确密码）
- 3、DaoAuthenticationProvider使用PasswordEncoder对输入的密码和正确的密码进行校验，密码一致则校验通过，否则校验失败。
实际项目中推荐使用BCryptPasswordEncoder, Pbkdf2PasswordEncoder, SCryptPasswordEncoder等

使用BCryptPasswordEncoder

1、在安全配置类中配置BCryptPasswordEncoder

@Bean
public PasswordEncoder passwordEncoder() {
    return new BCryptPasswordEncoder();
}

添加依赖：

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

测试

@RunWith(SpringRunner.class)
public class TestBCrypt {
    @Test
    public void test1(){
        //对原始密码加密
        String hashpw = BCrypt.hashpw("123",BCrypt.gensalt());
        System.out.println(hashpw);
        //校验原始密码和BCrypt密码是否一致
        boolean checkpw = BCrypt.checkpw("123", "$2a$10$NlBC84MVb7F95EXYTXwLneXgCca6/GipyWR5NHm8K0203bSQMLpvm");
        System.out.println(checkpw);
    }
}

修改安全配置类，实际项目中存储在数据库中的密码并不是原始密码，都是经过加密处理的密码。

manager.createUser(User.withUsername("zhangsan").password("$2a$10$1b5mIkehqv5c4KRrX9bUj.A4Y2hug3IGCnMCL5i4RpQrYV12xNKye").authorities("p1").build());

授权流程

Spring Security可以通过http.authorizeRequests()对web请求进行授权保护。Spring Security使用标准Filter建立了对web请求的拦截，最终实现对资源的授权访问。
Spring Security的授权流程如下：
- 拦截请求，已认证用户访问受保护的web资源将被SecurityFilterChain中的FilterSecurityInterceptor的子类拦截。
- 获取资源访问策略，FilterSecurityInterceptor会从SecurityMetadataSource的子类DefaultFilterInvocationSecurityMetadataSource获取要访问当前资源所需要的权限Collection<ConfigAttribute>。

SecurityMetadataSource其实就是读取访问策略的抽象，而读取的内容，其实就是我们配置的访问规则，读取访问策略如：

 http
   	.authorizeRequests()                                                           
           .antMatchers("/r/r1").hasAuthority("p1")                                      
           .antMatchers("/r/r2").hasAuthority("p2")
           ...

最后，FilterSecurityInterceptor会调用AccessDecisionManager进行授权决策，若决策通过，则允许访问资源，否则将禁止访问。

public interface AccessDecisionManager {
  	/**
  	* 通过传递的参数来决定用户是否有访问对应受保护资源的权限
  	*/
    void decide(Authentication authentication , Object object, Collection<ConfigAttribute> configAttributes ) throws AccessDeniedException, InsufficientAuthenticationException;
	 //略..
}

着重说明一下decide的参数：
- authentication：要访问资源的访问者的身份
- object：要访问的受保护资源，web请求对应FilterInvocation
- configAttributes：是受保护资源的访问策略，通过SecurityMetadataSource获取。
decide接口就是用来鉴定当前用户是否有访问对应受保护资源的权限。

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springsecurity入门

2020-01-02

百味皆苦

鉴权

springsecurity
- 简介
  - 授权模型
简介
- 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。
- 认证：用户认证就是判断一个用户的身份是否合法的过程，用户去访问系统资源时系统要求验证用户的身份信息，身份合法方可继续访问，不合法则拒绝访问。常见的用户身份认证方式有：用户名密码登录，二维码登录，手机短信登录，指纹认证等方式。
- 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证在会话中。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。
- 基于token方式交互流程是，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。
- 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。
- 授权：授权是用户认证通过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。
- 认证是为了保证用户身份的合法性，授权则是为了更细粒度的对隐私数据进行划分，授权是在认证通过后发生的，控制不同的用户能够访问不同的资源。
授权模型
- 授权可简单理解为Who对What(which)进行How操作
- Who，即主体（Subject），主体一般是指用户，也可以是程序，需要访问系统中的资源。
- What，即资源（Resource），如系统菜单、页面、按钮、代码方法、系统商品信息、系统订单信息等。
- 系统菜单、页面、按钮、代码方法都属于系统功能资源，对于web系统每个功能资源通常对应一个URL；系统商品信息、系统订单信息都属于实体资源（数据资源），实体资源由资源类型和资源实例组成，比如商品信息为资源类型，商品编号为001的商品为资源实例。
- How，权限/许可（Permission），规定了用户对资源的操作许可，权限离开资源没有意义，如用户查询权限、用户添加权限、某个代码方法的调用权限、编号为001的用户的修改权限等，通过权限可知用户对哪些资源都有哪些操作许可。
- 主体、资源、权限相关的数据模型如下：
  - 主体（用户id、账号、密码、…）
  - 资源（资源id、资源名称、访问地址、…）
  - 权限（权限id、权限标识、权限名称、资源id、…）
  - 角色（角色id、角色名称、…）
  - 角色和权限关系（角色id、权限id、…）
  - 主体（用户）和角色关系（用户id、角色id、…）
- 主体（用户）、资源、权限关系如下图：
- 通常企业开发中将资源和权限表合并为一张权限表，如下：
  
  资源（资源id、资源名称、访问地址、…）
  
  权限（权限id、权限标识、权限名称、资源id、…）
  
  合并为：
  
  权限（权限id、权限标识、权限名称、资源名称、资源访问地址、…）
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es搜房实战

2020-01-01

百味皆苦

elasticSearch

elasticSearch
- 简介
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