Spring Security简介

在 Web 开发中,安全一直是非常重要的一个方面。安全虽然属于应用的非功能性需求,但是应该在应用开发的初期就考虑进来。如果在应用开发的后期才考虑安全的问题,就可能陷入一个两难的境地:一方面,应用存在严重的安全漏洞,无法满足用户的要求,并可能造成用户的隐私数据被攻击者窃取;另一方面,应用的基本架构已经确定,要修复安全漏洞,可能需要对系统的架构做出比较重大的调整,因而需要更多的开发时间,影响应用的发布进程。因此,从应用开发的第一天就应该把安全相关的因素考虑进来,并在整个应用的开发过程中。市面上比较有名的安全框架是:Shiro和Spring Security 。

Spring Security是一个功能强大且高度可定制的身份验证和访问控制框架,它实际上是保护基于spring的应用程序的标准。Spring Security侧重于为Java应用程序提供身份验证和授权,Spring Security 基于 Spring 框架,提供了一套 Web 应用安全性的完整解决方案。一般来说,Web 应用的安全性包括用户认证(Authentication)和用户授权(Authorization)两个部分。

用户认证指的是验证某个用户是否为系统中的合法主体,也就是说用户能否访问该系统。用户认证一般要求用户提供用户名和密码,系统通过校验用户名和密码来完成认证过程。

用户授权指的是验证某个用户是否有权限执行某个操作。在一个系统中,不同用户所具有的权限是不同的。比如对一个文件来说,有的用户只能进行读取,而有的用户可以进行修改。一般来说,系统会为不同的用户分配不同的角色,而每个角色则对应一系列的权限。

在用户认证方面,Spring Security 框架支持主流的认证方式,包括 HTTP 基本认证、HTTP 表单验证、HTTP 摘要认证、OpenID 和 LDAP 等。在用户授权方面,Spring Security 提供了基于角色的访问控制和访问控制列表(Access Control List,ACL),可以对应用中的领域对象进行细粒度的控制。对于权限 一般会细分为功能权限,访问权限,和菜单权限,不使用框架的话代码会写的非常的繁琐,冗余,而Spring Security则利用AOP的思想来避免代码的冗余。

搭建框架

导入依赖

  1. <dependency>
  2. <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  3. <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
  4. </dependency>

环境准备

控制器:

@Controller
public class IndexController {
    @RequestMapping("/index")
    public String index() {
        return "index";
    }

    @RequestMapping("/toLogin")
    public String toLogin() {
        return "views/login";
    }

    @RequestMapping("/level1/{id}")
    public String level1(@PathVariable("id") int id) {
        return "views/level1/" + id;
    }

    @RequestMapping("/level2/{id}")
    public String level2(@PathVariable("id") int id) {
        return "views/level2/" + id;
    }

    @RequestMapping("/level3/{id}")
    public String level3(@PathVariable("id") int id) {
        return "views/level3/" + id;
    }
}

首页代码:

<!DOCTYPE html>
<html lang="en" xmlns:th="http://www.thymeleaf.org" xmlns:sec="http://www.thymeleaf.org/thymeleaf-extras-springsecurity5">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1, maximum-scale=1">
    <title>首页</title>
    <!--semantic-ui-->
    <link href="https://cdn.bootcss.com/semantic-ui/2.4.1/semantic.min.css" rel="stylesheet">
    <link th:href="@{/qinjiang/css/qinstyle.css}" rel="stylesheet">
</head>
<body>

<!--主容器-->
<div class="ui container">

    <div class="ui segment" id="index-header-nav" th:fragment="nav-menu">
        <div class="ui secondary menu">
            <a class="item"  th:href="@{/index}">首页</a>

            <!--登录注销-->
            <div class="right menu">

                <!--未登录-->
                <div sec:authorize="!isAuthenticated()">
                    <a class="item" th:href="@{/login}">
                        <i class="address card icon"></i> 登录
                    </a>
                </div>

                <!--已登录-->
                <div sec:authorize="isAuthenticated()">
                    <a class="item">
                        <i class="address card icon"></i>
                        用户名:<span sec:authentication="principal.username"></span>
                    </a>
                </div>

                <div sec:authorize="isAuthenticated()">
                    <a class="item" th:href="@{/logout}">
                        <i class="sign-out icon"></i> 注销
                    </a>
                </div>

            </div>
        </div>
    </div>

    <div class="ui segment" style="text-align: center">
        <h3>Spring Security Study by 狂神</h3>
    </div>

    <div>
        <br>
        <div class="ui three column stackable grid">
            <div class="column" sec:authorize="hasRole('vip1')">
                <div class="ui raised segment">
                    <div class="ui">
                        <div class="content">
                            <h5 class="content">Level 1</h5>
                            <hr>
                            <div><a th:href="@{/level1/1}"><i class="bullhorn icon"></i> Level-1-1</a></div>
                            <div><a th:href="@{/level1/2}"><i class="bullhorn icon"></i> Level-1-2</a></div>
                            <div><a th:href="@{/level1/3}"><i class="bullhorn icon"></i> Level-1-3</a></div>
                        </div>
                    </div>
                </div>
            </div>

            <div class="column" sec:authorize="hasRole('vip2')">
                <div class="ui raised segment">
                    <div class="ui">
                        <div class="content">
                            <h5 class="content">Level 2</h5>
                            <hr>
                            <div><a th:href="@{/level2/1}"><i class="bullhorn icon"></i> Level-2-1</a></div>
                            <div><a th:href="@{/level2/2}"><i class="bullhorn icon"></i> Level-2-2</a></div>
                            <div><a th:href="@{/level2/3}"><i class="bullhorn icon"></i> Level-2-3</a></div>
                        </div>
                    </div>
                </div>
            </div>

            <div class="column" sec:authorize="hasRole('vip3')">
                <div class="ui raised segment">
                    <div class="ui">
                        <div class="content">
                            <h5 class="content">Level 3</h5>
                            <hr>
                            <div><a th:href="@{/level3/1}"><i class="bullhorn icon"></i> Level-3-1</a></div>
                            <div><a th:href="@{/level3/2}"><i class="bullhorn icon"></i> Level-3-2</a></div>
                            <div><a th:href="@{/level3/3}"><i class="bullhorn icon"></i> Level-3-3</a></div>
                        </div>
                    </div>
                </div>
            </div>

        </div>
    </div>

</div>


<script th:src="@{/qinjiang/js/jquery-3.1.1.min.js}"></script>
<script th:src="@{/qinjiang/js/semantic.min.js}"></script>

</body>
</html>

大致效果(上面只有index.html的代码,其它代码省略了):
image.png

编写配置类

@EnableWebSecurity
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {

}

其中配置类需要继承WebSecurityConfigurerAdapter类来完成自定义安全策略,@EnableWebSecurity的作用是告诉Spring开启WebSecurity模式,这样Spring才能识别这是配置类。然后我们需要重写 configure(HttpSecurity http)来定制授权规则,重写configure(AuthenticationManagerBuilder auth)来定制认证规则。
定制授权规则:

 @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        // 定制请求的授权规则
        http.authorizeRequests()
                // 首页所有人可以访问,无需登录
                .antMatchers("/").permitAll()
                // “/level1/**”下的页面只有具有vip1角色的用户才能访问,需要登录
                .antMatchers("/level1/**").hasRole("vip1")
                .antMatchers("/level2/**").hasRole("vip2")
                .antMatchers("/level3/**").hasRole("vip3");

        // 开启自动配置的登录功能,"/login"请求到默认的登录页面
        http.formLogin();

        //关闭csrf功能:跨站请求伪造,默认只能通过post方式提交logout请求
        http.csrf().disable();
        //开启自动配置的注销的功能,“/logout” 为默认的注销请求,
        //注销成功后跳转到直到地址“/index”--->首页,如果不设置跳转地址就会默认跳转到“/login”
        http.logout().logoutSuccessUrl("/index");

        //开启记住我的功能,cookie的默认有效时间是14天
        http.rememberMe();
    }

定制认证规则

@Override
    protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
        //在内存中定义,也可以在jdbc中去拿....
        //Spring security 5.0中新增了多种加密方式,也改变了密码的格式,官方推荐的是使用bcrypt加密方式,即“new BCryptPasswordEncoder()”
        //这里定义了三个用户(登录账号),wjh、root、guest,它们分别具有不同的权限,密码都是“123456”
        auth.inMemoryAuthentication().passwordEncoder(new BCryptPasswordEncoder())
                .withUser("wjh").password(new BCryptPasswordEncoder().encode("123456")).roles("vip2", "vip3")
                .and()
                .withUser("root").password(new BCryptPasswordEncoder().encode("123456")).roles("vip1", "vip2", "vip3")
                .and()
                .withUser("guest").password(new BCryptPasswordEncoder().encode("123456")).roles("vip1");
    }

权限控制

通过上面的授权和认证,三个用户具有了各自具有的权限,这时候我们就需要控制利用用户的角色来控制用户所具有的权限了。比如:root用户具有vip1~vip3的所有权限,那么他就可以访问level1~level3下面所有的页面。Thymeleaf模板引擎能很好的结合Spring Security完成权限的控制,因此首先需要导入它们的整合依赖:

<dependency>
   <groupId>org.thymeleaf.extras</groupId>
   <artifactId>thymeleaf-extras-springsecurity5</artifactId>
   <version>3.0.4.RELEASE</version>
</dependency>

然后再前端页面导入命名空间:
xmlns:sec=”http://www.thymeleaf.org/thymeleaf-extras-springsecurity5
我们让已经登录的用户可以注销和显示用户名,让未登录的用户显示登录,并且通过角色控制访问页面的权限,我们可以借助sec标签完成:

   <div class="right menu">
                <!--未登录-->
                <div sec:authorize="!isAuthenticated()">
                    <a class="item" th:href="@{/login}">
                        <i class="address card icon"></i> 登录
                    </a>
                </div>

                <!--已登录-->
                <div sec:authorize="isAuthenticated()">
                    <a class="item">
                        <i class="address card icon"></i>
                        用户名:<span sec:authentication="principal.username"></span>
                    </a>
                </div>

                <!--已登录-->
                <div sec:authorize="isAuthenticated()">
                    <a class="item" th:href="@{/logout}">
                        <i class="sign-out icon"></i> 注销
                    </a>
     </div>
<!--vip1才能访问-->
<div class="column" sec:authorize="hasRole('vip1')">
             <div class="ui raised segment">
                 <div class="ui">
                     <div class="content">
                         <h5 class="content">Level 1</h5>
                         <hr>
                         <div><a th:href="@{/level1/1}"><i class="bullhorn icon"></i> Level-1-1</a></div>
                         <div><a th:href="@{/level1/2}"><i class="bullhorn icon"></i> Level-1-2</a></div>
                         <div><a th:href="@{/level1/3}"><i class="bullhorn icon"></i> Level-1-3</a></div>
                     </div>
                 </div>
             </div>
</div>

<!--vip2才能访问-->
<div class="column" sec:authorize="hasRole('vip2')">
             <div class="ui raised segment">
                 <div class="ui">
                     <div class="content">
                         <h5 class="content">Level 2</h5>
                         <hr>
                         <div><a th:href="@{/level2/1}"><i class="bullhorn icon"></i> Level-2-1</a></div>
                         <div><a th:href="@{/level2/2}"><i class="bullhorn icon"></i> Level-2-2</a></div>
                         <div><a th:href="@{/level2/3}"><i class="bullhorn icon"></i> Level-2-3</a></div>
                     </div>
                 </div>
             </div>
</div>

<!--vip3才能访问-->
<div class="column" sec:authorize="hasRole('vip3')">
            <div class="ui raised segment">
                 <div class="ui">
                     <div class="content">
                         <h5 class="content">Level 3</h5>
                         <hr>
                         <div><a th:href="@{/level3/1}"><i class="bullhorn icon"></i> Level-3-1</a></div>
                         <div><a th:href="@{/level3/2}"><i class="bullhorn icon"></i> Level-3-2</a></div>
                         <div><a th:href="@{/level3/3}"><i class="bullhorn icon"></i> Level-3-3</a></div>
                     </div>
                 </div>
            </div>
</div>

效果展示

image.png
image.pngimage.png

自定义登录页面

Spring Security默认的登录页面比较简陋,我们可以自定义登录页面如下(代码省略):
image.png
如果自定义登录页面,则有几个需要注意的点。
我们要修改提交地址,为自定义的“/toLogin”:

<!--未登录-->
<div sec:authorize="!isAuthenticated()">
   <a class="item" th:href="@{/toLogin}">
      <i class="address card icon"></i> 登录
    </a>
</div>

配置类的登录方法也需要修改

// 开启自动配置的登录功能,"/login"请求到默认的登录页面
http.formLogin()
         .usernameParameter("username")
         .passwordParameter("password")
         .loginPage("/toLogin")
         // 登陆表单提交请求
         .loginProcessingUrl("/login");

//开启记住我的功能,cookie的默认有效时间是14天
http.rememberMe().rememberMeParameter("remember");

其中usernameParameter是前端提交的账号的参数名,passwordParameter则是前端提交的密码的参数名,loginPage是前端的访问地址,loginProcessingUrl是数据提交的地址,一般默认提交的Spring Security提供的“/login”地址。
其中rememberMeParameter是前端提交的记住我多选框的参数名,如:

<input type="checkbox" name="remember"> 记住我