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Spring Security功能的实现主要是由一系列过滤器相互配合完成。也称之为过滤器链,Spring Security默认加载15个过滤器, 但是随着配置可以增加或者删除一些过滤器.

一、过滤器链介绍

过滤器是一种典型的AOP思想，下面简单了解下这些过滤器链,后续再源码剖析中在涉及到过滤器链在仔细讲解

1.org.springframework.security.web.context.request.async.WebAsyncManagerIntegrationFilter

根据请求封装获取WebAsyncManager，从WebAsyncManager获取/注册的安全上下文可调用处理拦截器

2.org.springframework.security.web.context.SecurityContextPersistenceFilter

SecurityContextPersistenceFilter主要是使用SecurityContextRepository在session中保存或更新一个SecurityContext，并将SecurityContext给以后的过滤器使用，来为后续fifilter 建立所需的上下文。SecurityContext中存储了当前用户的认证以及权限信息。

3.org.springframework.security.web.header.HeaderWriterFilter

向请求的Header中添加相应的信息,可在http标签内部使用security:headers来控制

4.org.springframework.security.web.csrf.CsrfFilter

csrf又称跨域请求伪造，SpringSecurity会对所有post请求验证是否包含系统生成的csrf的 token信息，如果不包含，则报错。起到防止csrf攻击的效果。

5.org.springframework.security.web.authentication.logout.LogoutFilter

匹配URL为/logout的请求，实现用户退出,清除认证信息。

6.org.springframework.security.web.authentication.UsernamePasswordAuthenticationFilter

表单认证操作全靠这个过滤器，默认匹配URL为/login且必须为POST请求

7.org.springframework.security.web.authentication.ui.DefaultLoginPageGeneratingFilter

如果没有在配置文件中指定认证页面，则由该过滤器生成一个默认认证页面。

8.org.springframework.security.web.authentication.ui.DefaultLogoutPageGeneratingFilter

由此过滤器可以生产一个默认的退出登录页面

9.org.springframework.security.web.authentication.www.BasicAuthenticationFilter

此过滤器会自动解析HTTP请求中头部名字为Authentication，且以Basic开头的头信息

10.org.springframework.security.web.savedrequest.RequestCacheAwareFilter

通过HttpSessionRequestCache内部维护了一个RequestCache，用于缓存 HttpServletRequest

org.springframework.security.web.servletapi.SecurityContextHolderAwareRequestFilter

针对ServletRequest进行了一次包装，使得request具有更加丰富的API

12.org.springframework.security.web.authentication.AnonymousAuthenticationFilter

当SecurityContextHolder中认证信息为空,则会创建一个匿名用户存入到 SecurityContextHolder中。spring security为了兼容未登录的访问，也走了一套认证流程，只不过是一个匿名的身份。

org.springframework.security.web.session.SessionManagementFilter

securityContextRepository限制同一用户开启多个会话的数量

14.org.springframework.security.web.access.ExceptionTranslationFilter

异常转换过滤器位于整个springSecurityFilterChain的后方，用来转换整个链路中出现的异常

org.springframework.security.web.access.intercept.FilterSecurityInterceptor

获取所配置资源访问的授权信息，根据SecurityContextHolder中存储的用户信息来决定其是否有权限。

二、认证方式

2.1 HttpBasic认证

HttpBasic登录验证模式是Spring Security实现登录验证最简单的一种方式，也可以说是最简陋的一种方式。它的目的并不是保障登录验证的绝对安全，而是提供一种“防君子不防小人”的登录验证。

在使用的Spring Boot早期版本为1.X版本,依赖的Security 4.X版本，那么就无需任何配置，启动项目访问则会弹出默认的httpbasic认证。现在使用的是spring boot2.0以上版本（依赖Security 5.X版本），HttpBasic不再是默认的验证模式，在spring security 5.x默认的验证模式已经是表单模式。

HttpBasic模式要求传输的用户名密码使用Base64模式进行加密。如果用户名是 “admin” ，密码是“ admin”，则将字符串”admin:admin” 使用Base64编码算法加密。加密结果可能是： YWtaW46YWRtaW4=。HttpBasic模式真的是非常简单又简陋的验证模式，Base64的加密算法是可逆的,想要破解并不难

2.2 formLogin登录认证模式

Spring Security的HttpBasic模式，该模式比较简单，只是进行了通过携带Http的Header进行简单的登录验证，而且没有定制的登录页面，所以使用场景比较窄。对于一个完整的应用系统，与登录验证相关的页面都是高度定制化的，非常美观而且提供多种登录方式。这就需要Spring Security支持我们自己定制登录页面, spring boot2.0以上版本（依赖Security 5.X版本）默认会生成一个登录页面.

2.3 表单认证

2.3.1 在config包下编写SecurityConfiguration配置类

java复制代码/**
 * @author wuzhixuan
 * @version 1.0.0
 * @ClassName SecurityConfiguration.java
 * @Description Security配置类
 * @createTime 2021年11月24日 16:35:00
 */

@Configuration
public class SecurityConfiguration extends WebSecurityConfigurerAdapter {

    @Override
    protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
        super.configure(auth);
    }

    @Override
    public void configure(WebSecurity web) throws Exception {
        super.configure(web);
    }

    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        /*http.httpBasic() // 开启base验证
                .and().authorizeRequests().anyRequest().authenticated(); //所有请求都需要登录认证才能访问*/
        http.formLogin().loginPage("/toLoginPage") // 开启表单验证
                .and().authorizeRequests()
                .antMatchers("/toLoginPage").permitAll() // 放行当前请求
                .anyRequest().authenticated(); //所有请求都需要登录认证才能访问;
    }
}

重启服务发现css,js等静态文件没有成功加载

2.3.2 解决静态资源被拦截问题

java复制代码@Override
public void configure(WebSecurity web) throws Exception {
    //解决静态资源被拦截的问题
    web.ignoring().antMatchers("/css/**", "/js/**", "/images/**", "/favicon.ico");
}

Spring Security 中，安全构建器 HttpSecurity 和 WebSecurity 的区别是 :

WebSecurity 不仅通过 HttpSecurity 定义某些请求的安全控制，也通过其他方式定义其他某些请求可以忽略安全控制;

HttpSecurity 仅用于定义需要安全控制的请求(当然 HttpSecurity 也可以指定某些请求不需要安全控制);

可以认为 HttpSecurity 是 WebSecurity 的一部分， WebSecurity 是包含 HttpSecurity 的更大的一个概念;

构建目标不同

WebSecurity 构建目标是整个 Spring Security 安全过滤器 FilterChainProxy`,

HttpSecurity 的构建目标仅仅是 FilterChainProxy 中的一个 SecurityFilterChain 。

改造登录

scss复制代码protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
    /*http.httpBasic() // 开启base验证
            .and().authorizeRequests().anyRequest().authenticated(); //所有请求都需要登录认证才能访问*/
    http.formLogin() // 开启表单验证
            .loginPage("/toLoginPage") // 自定义登录页面
            .loginProcessingUrl("/login") // 登录请求url
            .usernameParameter("username")  // 修改自定义表单name值
            .passwordParameter("password")
            .successForwardUrl("/") // 登录成功跳转的路径
            .and().authorizeRequests()
            .antMatchers("/toLoginPage").permitAll() // 放行当前请求
            .anyRequest().authenticated(); //所有请求都需要登录认证才能访问;
    // 关闭csrf防护
    http.csrf().disable();
    // 允许iframe加载页面
    http.headers().frameOptions().sameOrigin();
}

发现行内框架iframe这里出现问题了. Spring Security下，X-Frame-Options默认为DENY,非Spring Security环境下，X-Frame-Options的默认大多也是DENY，这种情况下，浏览器拒绝当前页面加载任何 Frame页面，设置含义如下：

DENY：浏览器拒绝当前页面加载任何Frame页面此选择是默认的.

SAMEORIGIN：frame页面的地址只能为同源域名下的页面

设置之后看到成功展示了

2.4 基于数据库实现认证功能

之前我们所使用的用户名和密码是来源于框架自动生成的, 那么我们如何实现基于数据库中的用户名和密码功能呢? 要实现这个得需要实现security的一个UserDetailsService接口, 重写这个接口里面 loadUserByUsername即可

编写MyUserDetailsService并实现UserDetailsService接口,重写loadUserByUsername方法

java复制代码public class MyUserDetailsService implements UserDetailsService {

    @Autowired
    private UserService userService;

    @Override
    public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {
        User user = userService.findByUsername(username);
        if (user == null) {
            throw new UsernameNotFoundException(username);// 用户名没有找到
        }
        // 先声明一个权限集合, 因为构造方法里面不能传入null
        Collection<? extends GrantedAuthority> authorities = new ArrayList<>();

        return new org.springframework.security.core.userdetails.User(username,
                "{noop}" + user.getPassword(),// {noop}表示不加密认证
                true, // 用户是否启用 true 代表启用
                true,// 用户是否过期 true 代表未过期
                true,// 用户凭据是否过期 true 代表未过期
                true,// 用户是否锁定 true 代表未锁定
                authorities
                );
    }
}

在SecurityConfiguration配置类中指定自定义用户认证

java复制代码/**
 * 身份验证管理器
 * @param auth
 * @throws Exception
 */
@Override
protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
    auth.userDetailsService(myUserDetailsService);
}

2.5 密码加密验证

在基于数据库完成用户登录的过程中,我们所是使用的密码是明文的，规则是通过对密码明文添加 {noop} 前缀。那么下面 Spring Security 中的密码编码进行一些探讨。

Spring Security 中 PasswordEncoder 就是我们对密码进行编码的工具接口。该接口只有两个功能：一个是匹配验证。另一个是密码编码。

BCrypt算法介绍

BCrypt强哈希方法每次加密的结果都不一样,所以更加的安全。

2.6 推出登录

org.springframework.security.web.authentication.logout.LogoutFilter
匹配URL为/logout的请求，实现用户退出,清除认证信息。
只需要发送请求,请求路径为/logout即可, 当然这个路径也可以自行在配置类中自行指定, 同时退出操作也有对应的自定义处理LogoutSuccessHandler,退出登录成功后执行,退出的同时如果有remember-me的数据,同时一并删除

java复制代码/*** 自定义登录成功,失败,退出处理类 */ @Service public class MyAuthenticationService implements AuthenticationSuccessHandler, AuthenticationFailureHandler, LogoutSuccessHandler { private RedirectStrategy redirectStrategy = new DefaultRedirectStrategy(); ................ @Override public void onLogoutSuccess(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Authentication authentication) throws IOException, ServletException { System.out.println("退出成功后续处理...."); redirectStrategy.sendRedirect(request, response, "/toLoginPage"); } }

SecurityConfig配置修改

1	java复制代码.and().logout().logoutUrl("/logout")//设置退出url .logoutSuccessHandler(myAuthenticationService)//自定义退出处理

2.7 图形验证码验证

图形验证码一般是防止恶意，人眼看起来都费劲，何况是机器。不少网站为了防止用户利用机器人自动注册、登录、灌水，都采用了验证码技术。所谓验证码，就是将一串随机产生的数字或符号，生成一幅图片，图片里加上一些干扰, 也有目前需要手动滑动的图形验证码. 这种可以有专门去做的第三方平台

spring security添加验证码大致可以分为三个步骤：

根据随机数生成验证码图片；
将验证码图片显示到登录页面
认证流程中加入验证码校验

Spring Security的认证校验是UsernamePasswordAuthenticationFilter过滤器完成的，所以我们的验证码校验逻辑应该在这个过滤器之前。验证码通过后才能到后续的操作. 流程如下:

自定义验证码过滤器ValidateCodeFilter

java复制代码/**
 * @author wuzhixuan
 * @version 1.0.0
 * @ClassName ValidateCodeFilter.java
 * @Description 验证码验证filter 需要继承OncePerRequestFilter确保在一次请求只通过一次filter，而不 需要重复执行
 * @createTime 2021年11月25日 11:19:00
 */
@Component

public class ValidateCodeFilter extends OncePerRequestFilter {

    @Autowired
    MyAuthenticationService myAuthenticationService;
    @Autowired
    StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    @Override
    protected void doFilterInternal(HttpServletRequest httpServletRequest, HttpServletResponse httpServletResponse, FilterChain filterChain) throws ServletException, IOException {

        // 判断是否是登录请求，只有登录请求才校验验证码
        if (httpServletRequest.getRequestURI().equals("/login") && httpServletRequest.getMethod().equals("POST")) {
            try {
                validate(httpServletRequest);
            } catch (ValidateCodeException e) {
                myAuthenticationService.onAuthenticationFailure(httpServletRequest, httpServletResponse, e);
                return;
            }
        }

        //如果不是登录请求，直接调用后面的过滤器链
        filterChain.doFilter(httpServletRequest, httpServletResponse);
    }

    private void validate(HttpServletRequest request) {

        //获取ip
        String remoteAddr = request.getRemoteAddr();
        //拼接redis的key
        String redisKey = ValidateCodeController.REDIS_KEY_IMAGE_CODE + "-" + remoteAddr;

        //从redis中获取imageCode
        String redisImageCode = stringRedisTemplate.boundValueOps(redisKey).get();
        String imageCode = request.getParameter("imageCode");

        if (!StringUtils.hasText(imageCode)) { throw new ValidateCodeException("验证码的值不能为空！"); }

        if (redisImageCode == null) { throw new ValidateCodeException("验证码已过期！"); }

        if (!redisImageCode.equals(imageCode)) { throw new ValidateCodeException("验证码不正确！"); }

        // 从redis中删除imageCode
        stringRedisTemplate.delete(redisKey);
    }
}

securityConfig加入自定义验证码拦截器

1 2	java复制代码// 加在用户名密码过滤器的前面 http.addFilterBefore(validateCodeFilter, UsernamePasswordAuthenticationFilter.class);

前端验证码代码

1 2	htm复制代码<img src="/code/image" alt="" width="100" height="32" class="passcode" style="height:43px;cursor:pointer;"onclick="this.src=this.src+'?'">

获取验证码后台接口

java复制代码package com.lagou.controller;

import com.lagou.domain.ImageCode;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import javax.imageio.ImageIO;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.awt.*;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.IOException;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 处理生成验证码的请求
 */
@RestController
@RequestMapping("/code")
public class ValidateCodeController {

    public final static String REDIS_KEY_IMAGE_CODE = "REDIS_KEY_IMAGE_CODE";
    public final static int expireIn = 60;  // 验证码有效时间 60s

    //使用sessionStrategy将生成的验证码对象存储到Session中，并通过IO流将生成的图片输出到登录页面上。
    @Autowired
    public StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    @RequestMapping("/image")
    public void createCode(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException {
        //获取访问IP
        String remoteAddr = request.getRemoteAddr();
        //生成验证码对象
        ImageCode imageCode = createImageCode();
        //生成的验证码对象存储到redis中 KEY为REDIS_KEY_IMAGE_CODE+IP地址
        stringRedisTemplate.boundValueOps(REDIS_KEY_IMAGE_CODE + "-" + remoteAddr)
                .set(imageCode.getCode(), expireIn, TimeUnit.SECONDS);
        //通过IO流将生成的图片输出到登录页面上
        ImageIO.write(imageCode.getImage(), "jpeg", response.getOutputStream());
    }

    /**
     * 用于生成验证码对象
     *
     * @return
     */
    private ImageCode createImageCode() {

        int width = 100;    // 验证码图片宽度
        int height = 36;    // 验证码图片长度
        int length = 4;     // 验证码位数
        //创建一个带缓冲区图像对象
        BufferedImage image = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
        //获得在图像上绘图的Graphics对象
        Graphics g = image.getGraphics();

        Random random = new Random();

        //设置颜色、并随机绘制直线
        g.setColor(getRandColor(200, 250));
        g.fillRect(0, 0, width, height);
        g.setFont(new Font("Times New Roman", Font.ITALIC, 20));
        g.setColor(getRandColor(160, 200));
        for (int i = 0; i < 155; i++) {
            int x = random.nextInt(width);
            int y = random.nextInt(height);
            int xl = random.nextInt(12);
            int yl = random.nextInt(12);
            g.drawLine(x, y, x + xl, y + yl);
        }

        //生成随机数 并绘制
        StringBuilder sRand = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            String rand = String.valueOf(random.nextInt(10));
            sRand.append(rand);
            g.setColor(new Color(20 + random.nextInt(110), 20 + random.nextInt(110), 20 + random.nextInt(110)));
            g.drawString(rand, 13 * i + 6, 16);
        }
        g.dispose();
        return new ImageCode(image, sRand.toString());
    }

    /**
     * 获取随机演示
     *
     * @param fc
     * @param bc
     * @return
     */
    private Color getRandColor(int fc, int bc) {
        Random random = new Random();
        if (fc > 255) {
            fc = 255;
        }
        if (bc > 255) {
            bc = 255;
        }
        int r = fc + random.nextInt(bc - fc);
        int g = fc + random.nextInt(bc - fc);
        int b = fc + random.nextInt(bc - fc);
        return new Color(r, g, b);
    }

}

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本文转载自: 掘金

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