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Spring Security
Spring Security简介
Spring Security作为一个安全框架,向使用者提供了用户认证、授权、常规攻击保护等功能。
Spring Security自动配置
默认情况下,在引入Spring Security的启动器依赖之后,Spring Boot自动配置会做如下工作:
- 启用Spring Security的默认配置,创建一个的bean对象,bean对象名称为“springSecurityFilterChain”,bean对象类型为SecurityFilterChain,实现了Filter。该bean对象为负责应用中所有与安全相关的操作(例如验证提交的username和password,保护应用的url等)
- 创建一个UserDetailsService的bean对象,并且产生一个为”user“的username和一个随机产生的password,随机产生的password会输出在console日志中
- 将名为springSecurityFilterChain的bean对象注册到servlet容器中,用来对每个servlet请求进行处理
Spring Security会通过Spring Security会通过BCtypt(Hash解密算法)来对密码的存储进行保护
Spring Security结构
DelegatingFilterProxy
Spring提供了Filter的一个实现类DelegatingFilterProxy,其将Servlet容器的生命周期和Spring的ApplicationContext连接在一起。
DelegatingFilterProxy会通过标准的servlet容器机制被注册,但是将所有工作都委托给Spring容器中实现了Filter的bean对象。
DelegatingFilterProxy会在ApplicationContext中查找实现了Filter的bean对象,并且调用该bean对象的doFilter方法
public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) { // Lazily get Filter that was registered as a Spring Bean // For the example in DelegatingFilterProxy delegate is an instance of Bean Filter0 Filter delegate = getFilterBean(someBeanName); // delegate work to the Spring Bean delegate.doFilter(request, response); }
FilterChainProxy
Spring Security支持FilterChainProxy,FilterChainProxy是一个由Spring Security提供的特殊Filter,FilterChainProxy通过SecurityFilterChain允许向多个Filters委托工作。
FilterChainProxy是一个bean对象,通过被包含在DelegatingFilterProxy中。
SecurityFilterChain
SecurityFilterChain通常被FilterChainProxy使用,用来决定在该次请求中调用那些Spring Security Filters。
SecurityFilters
Security Filters通过SecurityFilterChain API被插入到FilterChainProxy中。
处理Security异常
ExceptionTranslationFilter将认证异常和权限异常翻译为http response。
ExceptionTranslationFilter被插入到FilterChainProxy中,作为SecurityFilterChain中的一个。
如果应用程序没有抛出AccessDeniedException或AuthenticationException,那么ExceptionTranslationFilter并不会做任何事情。
// ExceptionTranslationFilter的伪代码
try {
filterChain.doFilter(request, response);
} catch (AccessDeniedException | AuthenticationException ex) {
if (!authenticated || ex instanceof AuthenticationException) {
startAuthentication();
} else {
accessDenied();
}
}
Spring Security身份认证的结构
SecurityContextHolder
Spring Security身份认证的核心模型,SecurityContextHolder包含有SecurityContext。
Spring Security将被认证用户的详细信息(details)存储在SecurityContextHolder中。Spring Security不在乎该SecurityContextHolder是如何被填充的,只要该SecurityContextHolder有值,那么其将会被用作当前已经被认证的用户。
将用户标识为已认证的最简单的方法是为该用户设置SecurityContextHolder。
// 设置SecurityContextHolder
SecurityContext context = SecurityContextHolder.createEmptyContext();
Authentication authentication =
new TestingAuthenticationToken("username", "password", "ROLE_USER");
context.setAuthentication(authentication);
SecurityContextHolder.setContext(context);
默认情况下,SecurityContextHolder通过ThreadLocal来存储SecurityContext,故而SecurityContext对于位于同一线程之下的方法来说都可以访问。
使用ThreadLocal来存储SecurityContext是相当安全的,如果想要在该已认证主体的请求被处理完成之后清除SecurityContext,Spring Security中的FilterChainProxy会保证该SecurityContext被清除。
SecurityContext
SecurityContext从SecurityContextHolder中获得,SecurityContext中含有Authentication对象。
Authentication
Authentication在Spring Security中具有两个目的:
- 作为AuthenticationManager的输入,用于提供待认证用户的认证凭证。当用于该场景下时,isAuthenticated()方法返回值应该为false
- 代表当前已经认证过的用户。当前的Authentication可以从SecurityContext中获取,而默认情况下SecurityContext是存储在ThreadLocal中的
Authentication含有如下部分:
- 主体(principal):用于标识用户,当通过username/password进行认证时,其通常是UserDetails类的实例
- 凭据(credentials):通常是password,在许多场景下凭据会在用户认证成功之后被清空,为了保证凭据不会被泄露
- 权限(authorities):该GrantedAuthority集合是用户被授予的高层次许可。许可通常是用户角色或者作用域范围。
GrantedAuthority
GrantedAuthority是用户被授予的高层次许可,譬如用户角色或者作用域范围。
GrantedAuthority可以通过Authentication.getAuthorities()方法来获得,该方法会返回一个GrantedAuthentication的集合。每个GrantedAuthentication都是一项被授予该用户的权限。
AuthenticationManager
AuthenticationManager的API定义了Security Filters如何来执行身份认证。对于身份认证返回的Authentication,会被调用AuthenticationManager的controller设置到SecurityContextHolder中。
AuthenticationManager的实现可以是任何类,但是最通用的实现仍然是ProviderManager
ProviderManager
ProviderManager是AuthenticationManager的最通用实现。ProviderManager将工作委托给一系列AuthenticationProvider。
对于每个ProviderManager,都可以决定将该认证标识为成功、失败,或者将认证工作委托给下游AuthenticationProvider。 如果所有的AuthenticationProvider都没有将该认证标识为成功或者失败,那么整个认证流程失败,并且抛出ProviderNotFoundException异常。
ProviderNotFoundException是一个特殊的AuthenticationException,该异常代表对传入Authentication的类型并没有配置该类型的ProviderManager
在实践中,每个AuthenticationProvider知道如何处理一种特定类型的Authentication
默认情况下,ProviderManager在认证请求成功后会尝试清除返回的Authentication对象中任何敏感的凭据信息,这将会保证password等敏感信息保存时间尽可能地短,减少泄露的风险。