Spring?Boot如何接入Security權(quán)限認(rèn)證服務(wù)
SpringBoot實戰(zhàn)：Spring Boot接入Security權(quán)限認(rèn)證服務(wù)
引言
Spring Security 是一個功能強(qiáng)大且高度可定制的身份驗證和訪問控制的框架，提供了完善的認(rèn)證機(jī)制和方法級的授權(quán)功能，是一個非常優(yōu)秀的權(quán)限管理框架。其核心是一組過濾器鏈，不同的功能經(jīng)由不同的過濾器。本文將通過一個案例將 Spring Security 整合到 SpringBoot中，要實現(xiàn)的功能就是在認(rèn)證服務(wù)器上登錄，然后獲取Token，再訪問資源服務(wù)器中的資源。
一、基本介紹
登錄驗證：
通過 JWT 為每個用戶生成一個唯一且有期限的 Token，用戶每次請求都會重新生成過期時間，在規(guī)定的時間內(nèi)，用戶未進(jìn)行操作 Token 就會過期，當(dāng)用戶再次請求時則會再次執(zhí)行登錄流程，而 Token 的過期時間應(yīng)根據(jù)實際的業(yè)務(wù)場景規(guī)定。
權(quán)限認(rèn)證：
權(quán)限認(rèn)證通過Spring Security框架來實現(xiàn)，在用戶成功登錄之后，當(dāng)嘗試訪問系統(tǒng)資源時（即發(fā)起接口調(diào)用），服務(wù)端會根據(jù)用戶所屬的角色來判斷其是否具備相應(yīng)的訪問權(quán)限。若用戶未獲得該資源的訪問權(quán)限，則服務(wù)端應(yīng)當(dāng)返回明確的權(quán)限不足提示信息，以確保系統(tǒng)的安全性與用戶體驗。
通過如圖來講解我們的實現(xiàn)目標(biāo)：登錄驗證 和 權(quán)限認(rèn)證
二、環(huán)境準(zhǔn)備
創(chuàng)建 auth_user 系統(tǒng)用戶表，并準(zhǔn)備測試數(shù)據(jù)。
CREATE TABLE `auth_user`
(
`id` varchar(36) NOT NULL,
`username` varchar(100) DEFAULT NULL,
`password` varchar(100) DEFAULT NULL,
`role` varchar(100) DEFAULT NULL,
`account_non_expired` int(11) DEFAULT '0',
`account_non_locked` int(11) DEFAULT '0',
`credentials_non_expired` int(11) DEFAULT '0',
`is_enabled` int(11) DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf32;
INSERT INTO auth_user (id, username, password, `role`, account_non_expired, account_non_locked,
credentials_non_expired, is_enabled)
VALUES ('1', 'user', '15tT+y0b+lJq2HIKUjsvvg==', 'USER', 1, 1, 1, 1),
('2', 'admin', '15tT+y0b+lJq2HIKUjsvvg==', 'ADMIN', 1, 1, 1, 1);三、登錄代碼實現(xiàn)
1.為項目導(dǎo)入相關(guān)依賴
在pom.xml 文件中到入依賴，除了 Security 之外 還引入了 AES 和 JWT相關(guān)依賴
<dependencies> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId> </dependency> <!-- AES加密 --> <dependency> <groupId>org.apache.directory.studio</groupId> <artifactId>org.apache.commons.codec</artifactId> <version>1.8</version> </dependency> <!-- JWT --> <dependency> <groupId>io.jsonwebtoken</groupId> <artifactId>jjwt</artifactId> <version>0.9.0</version> </dependency> </dependencies>
創(chuàng)建項目所需實體類：
在工程中創(chuàng)建一個新的實體類AuthUser，該實體類需要實現(xiàn)Spring Security的UserDetails接口，并特別地，需要重寫getAuthorities()方法來從數(shù)據(jù)庫中動態(tài)讀取并設(shè)置用戶的角色權(quán)限。此外，為了確保用戶賬戶處于正常激活狀態(tài)，isAccountNonExpired()、isAccountNonLocked()、isCredentialsNonExpired()、isEnabled()這四個方法也必須被重寫，并且應(yīng)該基于數(shù)據(jù)庫查詢的結(jié)果或業(yè)務(wù)邏輯，無條件地返回true（假設(shè)在這個場景下，所有用戶賬戶都被視為有效、未過期、未鎖定且憑據(jù)未過期）。
這樣的設(shè)計確保了AuthUser類能夠準(zhǔn)確地反映用戶的安全狀態(tài)和權(quán)限信息，同時允許Spring Security框架利用這些信息進(jìn)行訪問控制。通過從數(shù)據(jù)庫動態(tài)加載權(quán)限信息，系統(tǒng)能夠靈活地適應(yīng)不同用戶的權(quán)限需求，提升系統(tǒng)的安全性和靈活性。
public class AuthUser implements Serializable, UserDetails {
private static final long serialVersionUID = 1L;
private String id;
private String username;
private String password;
private String role;
private Integer accountNonExpired;
private Integer accountNonLocked;
private Integer credentialsNonExpired;
private Integer isEnabled;
@Override
public Collection<? extends GrantedAuthority> getAuthorities() {
// 獲取用戶所有權(quán)限
String[] roles = role.split(",");
// 遍歷 roles，取出每一個權(quán)限進(jìn)行認(rèn)證，添加到簡單的授予認(rèn)證類
List<SimpleGrantedAuthority> authorities = new ArrayList<>();
for (String role : roles) {
authorities.add(new SimpleGrantedAuthority("ROLE_" + role));
}
// 返回到已經(jīng)被授予認(rèn)證的權(quán)限集合, 這里面的角色所擁有的權(quán)限都已經(jīng)被 spring security 所知道
return authorities;
}
@Override
public boolean isAccountNonExpired() {
return this.accountNonExpired != null && this.accountNonExpired == 1;
}
@Override
public boolean isAccountNonLocked() {
return this.accountNonLocked != null && this.accountNonLocked == 1;
}
@Override
public boolean isCredentialsNonExpired() {
return this.credentialsNonExpired != null && this.credentialsNonExpired == 1;
}
@Override
public boolean isEnabled() {
return this.isEnabled != null && this.isEnabled == 1;
}
// 略去其它 Get、Set 方法
}創(chuàng)建 Service 服務(wù)
創(chuàng)建名為 AuthUserService 的接口，并實現(xiàn) UserDetailsService 類，重寫 loadUserByUsername() 方法（ Security 認(rèn)證登錄調(diào)用的接口）。
public interface AuthUserService extends UserDetailsService {
}
@Service("authUserService")
public class AuthUserServiceImpl implements AuthUserService {
@Resource
private AuthUserDao authUserDao;
@Override
public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {
AuthUser authUser = authUserDao.queryByName(username);
if (authUser == null) {
throw new IllegalArgumentException("User [" + username + "] doesn't exist.");
}
return authUser;
}
}AutUserDao 是用來解讀數(shù)據(jù)庫信息的類， queryByName() 是通過 username 從 auth_user 數(shù)據(jù)表進(jìn)行精準(zhǔn)查詢。
Congtroller 層方法
創(chuàng)建兩個接口分別供不同角色測試。
@RestController
@RequestMapping("api/resource")
public class ResourceController {
@GetMapping("user")
public String demo1() {
return "User demo.";
}
@GetMapping("admin")
public String demo2() {
return "Admin demo.";
}
}四、工具類
AES加密
在前后端數(shù)據(jù)傳輸過程中明文密碼傳輸存在相當(dāng)大的隱患，可以采用加密的方式，對信息進(jìn)行隱藏，話不多說上代碼。
public class AESUtil {
private final static String ALGORITHM = "AES/CBC/NoPadding";
private final static String DEFAULT_IV = "1234567890123456";
private final static String DEFAULT_KEY = "1234567890123456";
public static String encrypt(String data) throws Exception {
return encrypt(data, DEFAULT_KEY, DEFAULT_IV);
}
public static String desEncrypt(String data) throws Exception {
return desEncrypt(data, DEFAULT_KEY, DEFAULT_IV);
}
public static String encrypt(String data, String key, String iv) throws Exception {
Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
int blockSize = cipher.getBlockSize();
byte[] dataBytes = data.getBytes();
int length = dataBytes.length;
if (length % blockSize != 0) {
length = length + (blockSize - (length % blockSize));
}
byte[] plaintext = new byte[length];
System.arraycopy(dataBytes, 0, plaintext, 0, dataBytes.length);
SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), "AES");
IvParameterSpec ivSpec = new IvParameterSpec(iv.getBytes());
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keySpec, ivSpec);
byte[] encrypted = cipher.doFinal(plaintext);
return new Base64().encodeToString(encrypted);
}
public static String desEncrypt(String data, String key, String iv) throws Exception {
byte[] encrypted1 = new Base64().decode(data);
Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), "AES");
IvParameterSpec ivSpec = new IvParameterSpec(iv.getBytes());
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, keySpec, ivSpec);
byte[] bytes = cipher.doFinal(encrypted1);
return new String(bytes);
}
}JWT生成
通過引入JWT（JSON Web Tokens），我們可以高效地管理用戶的登錄狀態(tài)。JWT能夠生成一串包含過期時間的Token值，該值以字符串形式存在。當(dāng)Token達(dá)到其設(shè)定的過期時間時，嘗試對其進(jìn)行解析將會觸發(fā)ExpiredJwtException異常。通過捕獲這個ExpiredJwtException異常，我們能夠有效地判斷用戶的登錄狀態(tài)是否已經(jīng)過期。在上述描述中，createJWT()函數(shù)負(fù)責(zé)生成Token，而parseJWT()函數(shù)則負(fù)責(zé)解析Token。這樣的機(jī)制既方便了Token的生成與管理，也簡化了用戶登錄狀態(tài)的驗證過程。
public class TokenUtil {
/**
* 密鑰
*/
public static final String JWT_KEY = "ibudai";
/**
* 過期時間
*/
public static final Long JWT_TTL = TimeUnit.MINUTES.toMillis(5);
/**
* 生成 Token
*/
public static String createJWT(String data, Long ttlMillis) {
String uuid = UUID.randomUUID().toString().replaceAll("-", "");
JwtBuilder builder = getJwtBuilder(data, ttlMillis, uuid);
return builder.compact();
}
/**
* 解析 Token
*/
public static Claims parseJWT(String token) {
SecretKey secretKey = generalKey();
return Jwts.parser()
.setSigningKey(secretKey)
.parseClaimsJws(token)
.getBody();
}
/**
* 生成加密后的秘鑰
*/
private static SecretKey generalKey() {
byte[] encodedKey = Base64.getDecoder().decode(JWT_KEY);
return new SecretKeySpec(encodedKey, 0, encodedKey.length, "AES");
}
private static JwtBuilder getJwtBuilder(String subject, Long ttlMillis, String uuid) {
SignatureAlgorithm algorithm = SignatureAlgorithm.HS256;
SecretKey secretKey = generalKey();
long nowMillis = System.currentTimeMillis();
Date now = new Date(nowMillis);
if (ttlMillis == null) {
ttlMillis = JWT_TTL;
}
long expMillis = nowMillis + ttlMillis;
Date expDate = new Date(expMillis);
return Jwts.builder()
.setId(uuid)
// 計算內(nèi)容
.setSubject(subject)
// 簽發(fā)者
.setIssuer("budai")
// 簽發(fā)時間
.setIssuedAt(now)
// 加密算法簽名
.signWith(algorithm, secretKey)
.setExpiration(expDate);
}
}五、權(quán)限配置
接下來正式配置 Security 權(quán)限模塊。
新建SecurityConfig類，并使其繼承自WebSecurityConfigurerAdapter，隨后在該類中重寫configure(AuthenticationManagerBuilder auth)方法。在這個方法內(nèi)部，我們將利用AuthUserService（即之前創(chuàng)建的用于從數(shù)據(jù)庫中讀取用戶角色數(shù)據(jù)的類）來配置用戶認(rèn)證信息。這樣的配置確保了Spring Security能夠基于數(shù)據(jù)庫中存儲的用戶和角色信息來執(zhí)行身份驗證。
@Configuration
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
@Autowired
private AuthUserService authUserService;
@Override
protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
// 動態(tài)讀取數(shù)據(jù)庫信息
auth.userDetailsService(authUserService)
// 自定義 AES 方式加密
.passwordEncoder(new AESEncoder());
}
}配置好上述代碼，首先來手動配置兩個角色 budia , admian 以及相應(yīng)的角色權(quán)限和密碼。
@Override
protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
// 手動配置
auth.inMemoryAuthentication()
.withUser("budai").password("123456").roles("USER")
.and()
.withUser("admin").password("123456").roles("ADMIN", "USER")
.and()
// 自定義賬號信息解析方式
.passwordEncoder(new AESEncoder());
}自定義加密
Security 中默認(rèn)提供了強(qiáng)哈希加密方式 BCryptPasswordEncoder，但也可根據(jù)實際需求自定義加密邏輯，這通過實現(xiàn) PasswordEncoder 接口并重寫其方法來完成。在自定義的 PasswordEncoder 實現(xiàn)中，matches 方法的 charSequence 參數(shù)實際上是用戶登錄時傳入的密碼（明文），該密碼在驗證前可能已經(jīng)過解密處理（如果前端使用了AES等加密方式）。而 matches 方法的另一個參數(shù) s（或根據(jù)具體實現(xiàn)可能命名為其他變量），則是從數(shù)據(jù)庫中讀取的、已經(jīng)加密存儲的用戶密碼值。由于前端工程中實施了AES數(shù)據(jù)加密，因此在服務(wù)器端進(jìn)行密碼驗證之前，需要先對接收到的加密密碼進(jìn)行解密操作。
public class AESEncoder implements PasswordEncoder {
@Override
public String encode(CharSequence charSequence) {
String str = charSequence.toString();
try {
String plain;
if (!Objects.equals(str, "userNotFoundPassword")) {
plain = AESUtil.desEncrypt(str);
} else {
plain = str;
}
return AESUtil.encrypt(plain);
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
@Override
public boolean matches(CharSequence charSequence, String s) {
try {
String plain = AESUtil.desEncrypt(charSequence.toString());
String result = AESUtil.encrypt(plain);
return Objects.equals(result, s);
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}權(quán)限分配
完成用戶角色的創(chuàng)建之后，接下來的步驟是為不同的角色分配相應(yīng)的資源權(quán)限。這通常在SecurityConfig類中通過重寫configure(HttpSecurity http)方法來實現(xiàn)。在該方法中，可以配置哪些接口（如freeAPI、userAPI和adminAPI）可以被特定用戶角色訪問。這些接口的配置信息可以存儲在yml文件中，并通過Spring的注解機(jī)制動態(tài)獲取。
當(dāng)未認(rèn)證用戶嘗試訪問受保護(hù)的資源時，Spring Security會自動將請求重定向到登錄頁面，但在這里，我們通過formLogin().loginProcessingUrl("/api/auth/verify")指定了一個自定義的登錄接口地址/api/auth/verify，以支持通過API請求方式進(jìn)行用戶認(rèn)證。用戶提交登錄請求后，AuthUserService中的loadUserByUsername()方法將被調(diào)用，以驗證用戶的用戶名和密碼，并確定其角色。
對于認(rèn)證成功、認(rèn)證失敗以及無權(quán)限訪問的情況，我們采用了匿名函數(shù)（或Lambda表達(dá)式，具體取決于實現(xiàn)方式）來處理這些事件的邏輯。這些處理邏輯可能包括重定向到特定頁面、返回錯誤信息或執(zhí)行其他自定義操作。
public class AESEncoder implements PasswordEncoder {
@Override
public String encode(CharSequence charSequence) {
String str = charSequence.toString();
try {
String plain;
if (!Objects.equals(str, "userNotFoundPassword")) {
plain = AESUtil.desEncrypt(str);
} else {
plain = str;
}
return AESUtil.encrypt(plain);
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
@Override
public boolean matches(CharSequence charSequence, String s) {
try {
String plain = AESUtil.desEncrypt(charSequence.toString());
String result = AESUtil.encrypt(plain);
return Objects.equals(result, s);
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}六、邏輯處理
成功處理
用戶成功通過認(rèn)證后，系統(tǒng)會執(zhí)行兩個關(guān)鍵步驟來管理登錄狀態(tài)和權(quán)限控制。首先，會生成一個JWT（JSON Web Token）Token值，該Token用于后續(xù)請求的登錄狀態(tài)管理。JWT是基于登錄用戶的用戶名、密碼（通常是密碼的哈希值，而非明文）及角色信息序列化后的JSON數(shù)據(jù)計算得出的，確保了數(shù)據(jù)的安全性和可驗證性。其次，用戶的角色信息會被封裝成一個Authentication認(rèn)證碼，該認(rèn)證碼是username:password（注意：這里的password部分應(yīng)替換為更安全的信息，如用戶ID或角色的哈希值，因為直接包含密碼是不安全的）經(jīng)過Base64編碼后的值，用于后續(xù)的權(quán)限過濾。
這兩個認(rèn)證信息——JWT Token和Authentication認(rèn)證碼——都會通過HTTP響應(yīng)的請求頭返回給前端。前端接收到這些信息后，會將其存儲起來，并在后續(xù)發(fā)出的所有請求中，在請求頭中攜帶這兩個參數(shù)。后端則通過配置過濾器與Spring Security框架，實現(xiàn)對這些請求頭的解析，從而驗證用戶的登錄狀態(tài)和訪問權(quán)限，完成登錄狀態(tài)的管理與權(quán)限訪問控制。
失敗處理
用戶未通過 Security 認(rèn)證時，需要通過驗證碼狀態(tài)等信息來響應(yīng)給前端， 在這里我們通過新建的返回類? 來返回結(jié)果給前端。
private void failureHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, AuthenticationException exception) throws IOException {
String msg;
if (exception instanceof LockedException) {
msg = "Account has been locked, please contact the administrator.";
} else if (exception instanceof BadCredentialsException) {
msg = "Account credential error, please recheck.";
} else {
msg = "Account doesn't exist, please recheck.";
}
response.setContentType("application/json;charset=UTF-8");
response.setStatus(203);
ResultData<Object> result = new ResultData<>(203, msg, null);
response.getWriter().write(objectMapper.writeValueAsString(result));
}無權(quán)攔截
在用戶沒有經(jīng)過 權(quán)限認(rèn)證的情況下訪問資源，則需要進(jìn)行攔截并返回響應(yīng)的狀態(tài)信息。
private void unAuthHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, AuthenticationException exception) throws IOException {
String msg = "Please login and try again.";
response.setContentType("application/json;charset=UTF-8");
response.setStatus(203);
ResultData<Object> result = new ResultData<>(203, msg, null);
response.getWriter().write(objectMapper.writeValueAsString(result));
}七、Filter配置
Bean注入
@Configuration
public class FilterConfig {
/**
* 設(shè)置放行資源
*
* 例：/api/auth/verify
*/
@Value("${auth.api.verify}")
private String verifyAPI;
@Bean
public FilterRegistrationBean<AuthFilter> orderFilter1() {
FilterRegistrationBean<AuthFilter> filter = new FilterRegistrationBean<>();
filter.setName("auth-filter");
// Set effect url
filter.setUrlPatterns(Collections.singleton("/**"));
// Set ignore url, when multiply the value spilt with ","
filter.addInitParameter("excludedUris", verifyAPI);
filter.setOrder(-1);
filter.setFilter(new AuthFilter());
return filter;
}
}攔截邏輯
我們新建一個名為AuthFilter的自定義過濾器類并實現(xiàn)Filter接口時，我們需要重點關(guān)注doFilter()方法的實現(xiàn)。如之前所述，一旦用戶通過登錄認(rèn)證成功，系統(tǒng)會將JWT Token和Authentication認(rèn)證信息寫入HTTP響應(yīng)的請求頭中，并返回給前端。之后，前端在發(fā)起任何需要認(rèn)證或權(quán)限驗證的請求時，都應(yīng)在請求頭中包含這兩個參數(shù)。
在請求到達(dá)后端時，首先會觸發(fā)Spring Security的認(rèn)證流程。Spring Security會使用請求頭中的Authentication認(rèn)證信息（盡管通常不直接使用username:password格式的Base64編碼，而是可能使用更安全的認(rèn)證令牌，如預(yù)共享密鑰生成的Token或基于HTTP頭部的認(rèn)證方式）進(jìn)行初步的身份驗證。這一部分是Spring Security內(nèi)部自動處理的，我們無需直接操作。
一旦通過Spring Security的身份驗證，請求將繼續(xù)流向我們配置的AuthFilter。在AuthFilter的doFilter()方法中，我們需要編寫邏輯來解析請求頭中的JWT Token。這個Token包含了用戶的會話信息，如用戶名、角色以及Token的簽發(fā)和過期時間等。我們將驗證這個Token是否有效（比如檢查它是否未過期），如果Token已過期，我們需要構(gòu)造一個包含相應(yīng)錯誤信息的響應(yīng)，并通過HTTP狀態(tài)碼（如401 Unauthorized）返回給前端。前端接收到這個響應(yīng)后，可以根據(jù)需要重定向用戶到登錄頁面。
public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {
HttpServletRequest req = (HttpServletRequest) servletRequest;
HttpServletResponse response = (HttpServletResponse) servletResponse;
int status;
String msg;
String token = req.getHeader("Token");
if (StringUtils.isNotBlank(token)) {
boolean isExpired = false;
try {
TokenUtil.parseJWT(token);
} catch (ExpiredJwtException e) {
isExpired = true;
}
if (!isExpired) {
filterChain.doFilter(req, servletResponse);
return;
} else {
status = 203;
msg = "Login expired.";
}
} else {
status = 203;
msg = "Please login and try again.";
}
response.setContentType("application/json;charset=UTF-8");
response.setStatus(status);
ResultData<Object> result = new ResultData<>(status, msg, null);
response.getWriter().write(objectMapper.writeValueAsString(result));
}八、跨域處理
在工程中新建 CorsConfig 類實現(xiàn) WebMvcConfigurer 接口并重寫 addCorsMappings() 方法配置跨域信息
@Configuration
public class CorsConfig implements WebMvcConfigurer {
/**
* 設(shè)置跨域訪問地址，逗號分隔
*
* 例：http://localhost:8080,http://127.0.0.1:8080
*/
@Value("${auth.host.cors}")
private String hosts;
@Override
public void addCorsMappings(CorsRegistry registry) {
String[] crosHost = hosts.trim().split(",");
// 設(shè)置允許跨域的路徑
registry.addMapping("/**")
// 設(shè)置允許跨域請求的域名
.allowedOriginPatterns(crosHost)
// 是否允許cookie
.allowCredentials(true)
// 設(shè)置允許的請求方式
.allowedMethods("GET", "POST", "DELETE", "PUT")
// 設(shè)置允許的header屬性
.allowedHeaders("*")
// 跨域允許時間
.maxAge(TimeUnit.SECONDS.toMillis(5));
}
}到此這篇關(guān)于Spring Boot接入Security權(quán)限認(rèn)證服務(wù)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Spring Boot接入Security權(quán)限認(rèn)證內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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