万字搞定 Spring Security！

悠悠 2021-08-31 16:51 352阅读 0赞

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#### 权限系统躲不开的概念，在Shiro和Spring Security之间，你一般选啥？在前后端分离的项目中，你知道怎么Spring security整合JWT么，来看看这篇文章哈！ ####

思维导图如下：

![format_png][]

RBAC 全称为基于角色的权限控制，本段将会从什么是 RBAC，模型分类，什么是权限，用户组的使用，实例分析等几个方面阐述 RBAC.

思维导图

绘制思维导图如下  
![format_png 1][]什么是 RBAC

RBAC 全称为用户角色权限控制，通过角色关联用户，角色关联权限，这种方式，间阶的赋予用户的权限，如下图所示  
![format_png 2][]

对于通常的系统而言，存在多个用户具有相同的权限，在分配的时候，要为指定的用户分配相关的权限，修改的时候也要依次的对这几个用户的权限进行修改，有了角色这个权限，在修改权限的时候，只需要对角色进行修改，就可以实现相关的权限的修改。这样做增加了效率，减少了权限漏洞的发生。

## 模型分类 ##

对于 RBAC 模型来说，分为以下几个模型 分别是 RBAC0，RBAC1，RBAC2，RBAC3，这四个模型，这段将会依次介绍这四个模型，其中最常用的模型有 RBAC0.

### RBAC0 ###

RBAC0 是最简单的 RBAC 模型，这里面包含了两种。

用户和角色是多对一的关系，即一个用户只充当一种角色，一个角色可以有多个角色的担当。  
用户和角色是多对多的关系，即，一个用户可以同时充当多个角色，一个角色可以有多个用户。  
此系统功能单一，人员较少，这里举个栗子，张三既是行政，也负责财务，此时张三就有俩个权限，分别是行政权限，和财务权限两个部分。

### RBAC1 ###

相对于 RBAC0 模型来说，增加了子角色，引入了继承的概念。  
![format_png 3][]

### RBAC2 模型 ###

这里 RBAC2 模型，在 RBAC0 模型的基础上，增加了一些功能，以及限制

#### 角色互斥 ####

即，同一个用户不能拥有两个互斥的角色，举个例子，在财务系统中，一个用户不能拥有会计员和审计这两种角色。

#### 基数约束 ####

即，用一个角色，所拥有的成员是固定的，例如对于 CEO 这种角色，同一个角色，也只能有一个用户。

#### 先决条件 ####

即，对于该角色来说，如果想要获得更高的角色，需要先获取低一级别的角色。举个栗子，对于副总经理和经理这两个权限来说，需要先有副总经理权限，才能拥有经理权限，其中副总经理权限是经理权限的先决条件。

#### 运行时互斥 ####

即，一个用户可以拥有两个角色，但是这俩个角色不能同时使用，需要切换角色才能进入另外一个角色。举个栗子，对于总经理和专员这两个角色，系统只能在一段时间，拥有其一个角色，不能同时对这两种角色进行操作。

### RBAC3 模型 ###

即，RBAC1，RBAC2，两者模型全部累计，称为统一模型。  
![format_png 4][]

### 什么是权限 ###

权限是资源的集合，这里的资源指的是软件中的所有的内容，即，对页面的操作权限，对页面的访问权限，对数据的增删查改的权限。举个栗子。对于下图中的系统而言，  
![format_png 5][]

拥有，计划管理，客户管理，合同管理，出入库通知单管理，粮食安全追溯，粮食统计查询，设备管理这几个页面，对这几个页面的访问，以及是否能够访问到菜单，都属于权限。

### 用户组的使用 ###

对于用户组来说，是把众多的用户划分为一组，进行批量授予角色，即，批量授予权限。举个栗子，对于部门来说，一个部门拥有一万多个员工，这些员工都拥有相同的角色，如果没有用户组，可能需要一个个的授予相关的角色，在拥有了用户组以后，只需要，把这些用户全部划分为一组，然后对该组设置授予角色，就等同于对这些用户授予角色。

优点：减少工作量，便于理解，增加多级管理，等。

首先添加依赖

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

然后添加相关的访问接口

package com.example.demo.web;
    
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
    
    @RestController
    @RequestMapping("/test")
    public class Test {
        @RequestMapping("/test")
        public String test(){
            return "test";
        }
    }

最后启动项目，在日志中查看相关的密码

![format_png 6][]

访问接口，可以看到相关的登录界面

![format_png 7][]

输入用户名和相关的密码

用户名：user
    密码 984cccf2-ba82-468e-a404-7d32123d0f9c

![format_png 8][]

登录成功

## 增加用户名和密码 ##

在配置文件中，书写相关的登录和密码

spring:
      security:
        user:
          name: ming
          password: 123456
          roles: admin

在登录页面，输入用户名和密码，即可正常登录

## 基于内存的认证 ##

需要自定义类继承 WebSecurityConfigurerAdapter 代码如下

package com.example.demo.config;
    
    import org.springframework.context.annotation.Bean;
    import org.springframework.context.annotation.Configuration;
    import org.springframework.security.config.annotation.authentication.builders.AuthenticationManagerBuilder;
    import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfigurerAdapter;
    import org.springframework.security.crypto.password.NoOpPasswordEncoder;
    import org.springframework.security.crypto.password.PasswordEncoder;
    
    
    @Configuration
    public class MyWebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
        @Bean
        PasswordEncoder passwordEncoder(){
            return NoOpPasswordEncoder.getInstance();
        }
    
        @Override
        protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
            auth.inMemoryAuthentication()
                    .withUser("admin").password("123").roles("admin");
        }
    }

即，配置的用户名为 admin，密码为 123，角色为 admin

HttpSecurity

这里对一些方法进行拦截

package com.ming.demo.interceptor;
    
    @Configuration
    @EnableWebSecurity
    public class SecurityConfig  extends WebSecurityConfigurerAdapter {
        
        @Override
        public void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
            auth.inMemoryAuthentication()
                    .withUser("itguang").password("123456").roles("USER").and()
                    .withUser("admin").password("{noop}" + "123456").roles("ADMIN");
        }
    
        
        @Override
        protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
            http.authorizeRequests()
                    .anyRequest().permitAll()
                    .and()
                    .formLogin()
                    .permitAll()
                    .and()
                    .logout()
                    .permitAll();
        }
    
    
    }

即，这里完成了对所有的方法访问的拦截。

这是一个小 demo，目的，登录以后返回 jwt 生成的 token

## 导入依赖 ##

添加 web 依赖![format_png 9][]

导入 JWT 和 Security 依赖

<dependency>
       <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
       <artifactId>jjwt</artifactId>
       <version>0.9.1</version>
    </dependency>
            
    <dependency>
       <groupId>org.springframework.boot</groupId>
       <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
       <version>2.3.1.RELEASE</version>
    </dependency>

## 创建一个 JwtUser 实现 UserDetails ##

创建 一个相关的 JavaBean

package com.example.demo;
    
    import org.springframework.security.core.GrantedAuthority;
    import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetails;
    
    import java.util.Collection;
    
    public class JwtUser implements UserDetails {
        private String username;
        private String password;
        private Integer state;
        private Collection<? extends GrantedAuthority> authorities;
        public JwtUser(){
    
        }
    
        public JwtUser(String username, String password, Integer state, Collection<? extends GrantedAuthority> authorities){
            this.username = username;
            this.password = password;
            this.state = state;
            this.authorities = authorities;
        }
    
        @Override
        public Collection<? extends GrantedAuthority> getAuthorities() {
            return authorities;
        }
    
        @Override
        public String getPassword() {
            return this.password;
        }
    
        @Override
        public String getUsername() {
            return this.username;
        }
    
        @Override
        public boolean isAccountNonExpired() {
            return true;
        }
    
        @Override
        public boolean isAccountNonLocked() {
            return true;
        }
    
        @Override
        public boolean isCredentialsNonExpired() {
            return true;
        }
    
        @Override
        public boolean isEnabled() {
            return true;
        }
    }

## 编写工具类生成令牌 ##

编写工具类，用来生成 token，以及刷新 token，以及验证 token。

package com.example.demo;
    
    public class JwtTokenUtil implements Serializable {
        private String secret;
        private Long expiration;
        private String header;
    
        private String generateToken(Map<String, Object> claims) {
            Date expirationDate = new Date(System.currentTimeMillis() + expiration);
            return Jwts.builder().setClaims(claims).setExpiration(expirationDate).signWith(SignatureAlgorithm.HS512, secret).compact();
        }
    
        private Claims getClaimsFromToken(String token) {
            Claims claims;
            try {
                claims = Jwts.parser().setSigningKey(secret).parseClaimsJws(token).getBody();
    
            } catch (Exception e) {
                claims = null;
            }
            return claims;
        }
    
        public String generateToken(UserDetails userDetails) {
            Map<String, Object> claims = new HashMap<>(2);
            claims.put("sub", userDetails.getUsername());
            claims.put("created", new Date());
            return generateToken(claims);
    
        }
    
        public String getUsernameFromToken(String token) {
            String username;
            try {
                Claims claims = getClaimsFromToken(token);
                username = claims.getSubject();
    
            } catch (Exception e) {
                username = null;
    
            }
            return username;
    
        }
    
        public Boolean isTokenExpired(String token) {
            try {
                Claims claims = getClaimsFromToken(token);
                Date expiration = claims.getExpiration();
                return expiration.before(new Date());
            } catch (Exception e) {
                return false;
            }
        }
    
        public String refreshToken(String token) {
            String refreshedToken;
            try {
                Claims claims = getClaimsFromToken(token);
                claims.put("created", new Date());
                refreshedToken = generateToken(claims);
    
            } catch (Exception e) {
                refreshedToken = null;
    
            }
            return refreshedToken;
        }
    
        public Boolean validateToken(String token, UserDetails userDetails) {
            JwtUser user = (JwtUser) userDetails;
            String username = getUsernameFromToken(token);
            return (username.equals(user.getUsername()) && !isTokenExpired(token));
    
        }
    
    }

## 编写拦截器 ##

编写 Filter 用来检测 JWT

package com.example.demo;
    @Component
    public class JwtAuthenticationTokenFilter  extends OncePerRequestFilter {
        @Autowired
        private UserDetailsService userDetailsService;
        @Autowired
        private JwtTokenUtil jwtTokenUtil;
    
    
        @Override
        protected void doFilterInternal(HttpServletRequest httpServletRequest, HttpServletResponse httpServletResponse, FilterChain filterChain) throws ServletException, IOException {
            String authHeader = httpServletRequest.getHeader(jwtTokenUtil.getHeader());
            if (authHeader != null && StringUtils.isNotEmpty(authHeader)) {
                String username = jwtTokenUtil.getUsernameFromToken(authHeader);
                if (username != null && SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication() == null) {
                    UserDetails userDetails = this.userDetailsService.loadUserByUsername(username);
                    if (jwtTokenUtil.validateToken(authHeader, userDetails)) {
                        UsernamePasswordAuthenticationToken authentication =
                        new UsernamePasswordAuthenticationToken(userDetails,null,userDetails.getAuthorities());
                        authentication.setDetails(new WebAuthenticationDetailsSource().buildDetails(httpServletRequest));
                        SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authentication);
    
                    }
                }
            }
            filterChain.doFilter(httpServletRequest, httpServletResponse);
    
        }
    }

## 编写 userDetailsService 的实现类    ##

在上方代码中，编写 userDetailsService，类，实现其验证过程

package com.example.demo;
    @Service
    public class JwtUserDetailsServiceImpl  implements UserDetailsService {
        @Autowired
        private UserMapper userMapper;
    
        @Override
        public UserDetails loadUserByUsername(String s) throws UsernameNotFoundException {
            User user = userMapper.selectByUserName(s);
            if (user == null) {
                throw new UsernameNotFoundException(String.format("'%s'.这个用户不存在", s));
    
            }
            List<SimpleGrantedAuthority> collect = user.getRoles().stream().map(Role::getRolename).map(SimpleGrantedAuthority::new).collect(Collectors.toList());
            return new JwtUser(user.getUsername(), user.getPassword(), user.getState(), collect);
    
        }
    }

## 编写登录 ##

编写登录业务的实现类 其 login 方法会返回一个 JWTUtils 的 token

@Service
    public class UserServiceImpl  implements UserService {
        @Autowired
        private UserMapper userMapper;
    
        @Autowired
        private AuthenticationManager authenticationManager;
    
        @Autowired
        private UserDetailsService userDetailsService;
    
        @Autowired
        private JwtTokenUtil jwtTokenUtil;
    
        public User findByUsername(String username) {
            User user = userMapper.selectByUserName(username);
            return user;
    
        }
    
        public RetResult login(String username, String password) throws AuthenticationException {
            UsernamePasswordAuthenticationToken upToken = new UsernamePasswordAuthenticationToken(username, password);
            final Authentication authentication = authenticationManager.authenticate(upToken);
            SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authentication);
            UserDetails userDetails = userDetailsService.loadUserByUsername(username);
            return new RetResult(RetCode.SUCCESS.getCode(),jwtTokenUtil.generateToken(userDetails));
    
        }
    }

## 最后配置 Config ##

##     ##

@EnableGlobalMethodSecurity(prePostEnabled = true)
    @EnableWebSecurity
    public class WebSecurity extends WebSecurityConfigurerAdapter {
        @Autowired
        private UserDetailsService userDetailsService;
        @Autowired
        private JwtAuthenticationTokenFilter jwtAuthenticationTokenFilter;
    
        @Autowired
        public void configureAuthentication(AuthenticationManagerBuilder authenticationManagerBuilder) throws Exception {
            authenticationManagerBuilder.userDetailsService(this.userDetailsService).passwordEncoder(passwordEncoder());
    
        }
    
        @Bean(name = BeanIds.AUTHENTICATION_MANAGER)
    
        @Override
        public AuthenticationManager authenticationManagerBean() throws Exception {
            return super.authenticationManagerBean();
        }
    
        @Bean
        public PasswordEncoder passwordEncoder() {
            return new BCryptPasswordEncoder();
    
        }
    
        @Override
        protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
            http.csrf().disable().sessionManagement().sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS)
                    .and().authorizeRequests()
                    .antMatchers(HttpMethod.OPTIONS, "/**").permitAll()
                    .antMatchers("/auth/**").permitAll()
                    .anyRequest().authenticated()
                    .and().headers().cacheControl();
    
    
            http.addFilterBefore(jwtAuthenticationTokenFilter, UsernamePasswordAuthenticationFilter.class);
    
            ExpressionUrlAuthorizationConfigurer<HttpSecurity>.ExpressionInterceptUrlRegistry registry = http.authorizeRequests();
    
            registry.requestMatchers(CorsUtils::isPreFlightRequest).permitAll();
    
        }
    
        @Bean
        public CorsFilter corsFilter() {
            final UrlBasedCorsConfigurationSource urlBasedCorsConfigurationSource = new UrlBasedCorsConfigurationSource();
            final CorsConfiguration cors = new CorsConfiguration();
            cors.setAllowCredentials(true);
            cors.addAllowedOrigin("*");
            cors.addAllowedHeader("*");
            cors.addAllowedMethod("*");
            urlBasedCorsConfigurationSource.registerCorsConfiguration("/**", cors);
            return new CorsFilter(urlBasedCorsConfigurationSource);
    
        }
    }

## 运行，返回 token    ##

运行，返回结果为 token![format_png 10][]

这里配置 SpringSecurity 之 JSON 登录

这里需要重写 UsernamePasswordAnthenticationFilter 类，以及配置 SpringSecurity

## 重写 UsernamePasswordAnthenticationFilter ##

public class CustomAuthenticationFilter extends UsernamePasswordAuthenticationFilter {
    
        @Override
        public Authentication attemptAuthentication(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws AuthenticationException {
    
            
            if(request.getContentType().equals(MediaType.APPLICATION_JSON_UTF8_VALUE)
                    ||request.getContentType().equals(MediaType.APPLICATION_JSON_VALUE)){
    
                
                ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
                UsernamePasswordAuthenticationToken authRequest = null;
                try (InputStream is = request.getInputStream()){
                    AuthenticationBean authenticationBean = mapper.readValue(is,AuthenticationBean.class);
                    authRequest = new UsernamePasswordAuthenticationToken(
                            authenticationBean.getUsername(), authenticationBean.getPassword());
                }catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                    authRequest = new UsernamePasswordAuthenticationToken(
                            "", "");
                }finally {
                    setDetails(request, authRequest);
                    return this.getAuthenticationManager().authenticate(authRequest);
                }
            }
    
            
            else {
                return super.attemptAuthentication(request, response);
            }
        }
    }

## 配置 SecurityConfig ##

@Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http
                .cors().and()
                .antMatcher("/**").authorizeRequests()
                .antMatchers("/", "/login**").permitAll()
                .anyRequest().authenticated()
                
                .and().formLogin().loginPage("/")
                .and().csrf().disable();
    
        
        http.addFilterAt(customAuthenticationFilter(),
        UsernamePasswordAuthenticationFilter.class);
    }
    
    @Bean
    CustomAuthenticationFilter customAuthenticationFilter() throws Exception {
        CustomAuthenticationFilter filter = new CustomAuthenticationFilter();
        filter.setAuthenticationSuccessHandler(new SuccessHandler());
        filter.setAuthenticationFailureHandler(new FailureHandler());
        filter.setFilterProcessesUrl("/login/self");
        filter.setAuthenticationManager(authenticationManagerBean());
        return filter;
    }

这样就完成使用 json 登录 SpringSecurity

需要在 Config 类中配置如下内容

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

即，使用此方法，对密码进行加密， 在业务层的时候，使用此加密的方法

@Service
    @Transactional
    public class UserServiceImpl implements UserService {
    
        @Resource
        private UserRepository userRepository;
    
        @Resource
        private BCryptPasswordEncoder bCryptPasswordEncoder;
        @Override
        public User add(User user) {
            user.setPassword(bCryptPasswordEncoder.encode(user.getPassword()));
            User user2 = userRepository.save(user);
            return user2;
        }
        @Override
        public ResultInfo login(User user) {
            ResultInfo resultInfo=new ResultInfo();
            User user2 = userRepository.findByName(user.getName());
            if (user2==null) {
                resultInfo.setCode("-1");
                resultInfo.setMessage("用户名不存在");
                return resultInfo;
            }
    
            
            if (!bCryptPasswordEncoder.matches(user.getPassword(),user2.getPassword())) {
                resultInfo.setCode("-1");
                resultInfo.setMessage("密码不正确");
                return resultInfo;
            }
            resultInfo.setMessage("登录成功");
            return resultInfo;
        }
    }

即，使用 BCryptPasswordEncoder 对密码进行加密，保存数据库

这里使用数据库认证 SpringSecurity

## 设计数据表 ##

这里设计数据表

![format_png 11][]

## 着重配置 SpringConfig ##

@Configurable
    public class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
        @Autowired
        private UserService userService;
    
        @Bean
        PasswordEncoder passwordEncoder(){
            return new BCryptPasswordEncoder();
        }
    
        @Override
        protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
            
            auth.userDetailsService(userService);
        }
    
        @Override
        protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
            http.authorizeRequests()
                    .antMatchers("/admin/**").hasRole("admin")
                    .anyRequest().authenticated()
                    .and()
                    .formLogin()
                    .loginProcessingUrl("/login").permitAll()
                    .and()
                    .csrf().disable();
        }
    }

这里着重配置 SpringConfig。

着重讲解了 RBAC 的权限配置，以及简单的使用 SpringSecurity，以及使用 SpringSecurity + JWT 完成前后端的分离，以及配置 json 登录，和密码加密方式。

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\-END-

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[Intellij IDEA]: https://blog.csdn.net/qq_37217713/article/details/107293750
[IDEA _ Git]: https://blog.csdn.net/qq_37217713/article/details/107293753
[Hibernate _ MyBatis]: https://blog.csdn.net/qq_37217713/article/details/107241243
[Spring Boot_Redis]: https://blog.csdn.net/qq_37217713/article/details/105926425
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