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Spring Security 入门与详解
Spring Security 是 Spring 框架中一个功能强大且灵活的安全模块。它为应用程序提供了强大的认证和授权功能，同时支持防止常见的安全攻击（如 CSRF 和会话固定攻击）。在开发 Web 应用程序时，理解和配置 Spring Security 是保障系统安全的关键。
一、Spring Security 的核心概念
1. 认证（Authentication）
认证是指验证用户的身份，即确认用户是谁。Spring Security 的认证过程包括以下几个步骤：
用户提交登录凭据（例如用户名和密码）。
Spring Security 验证凭据的合法性。
认证成功后，生成一个 Authentication 对象，存储在 SecurityContextHolder 中。
示例：获取当前用户的信息
当用户登录成功后，Spring Security 会将认证信息存储在会话中，从而在后续请求中验证用户身份。
Authentication authentication = SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication();
if (authentication != null && authentication.isAuthenticated()) {
System.out.println("当前用户：" + authentication.getName());
}
2. 授权（Authorization）
授权是指在用户认证成功后，判断其是否有权限访问特定资源。Spring Security 通过角色（Role）或权限（Authority）来控制用户的访问行为。
示例：基于角色的访问控制
用户登录后，如果角色为 ROLE_ADMIN，可以访问管理页面；否则，将被重定向到权限不足的页面。
@Configuration
@EnableWebSecurity
public class SecurityConfig {
@Bean
public SecurityFilterChain securityFilterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
http
.authorizeHttpRequests(auth -> auth
.requestMatchers("/admin/**").hasRole("ADMIN") // 仅允许 ADMIN 角色访问
.anyRequest().authenticated())
.formLogin(form -> form
.loginPage("/login")
.defaultSuccessUrl("/home", true)
.permitAll())
.exceptionHandling(e -> e
.accessDeniedPage("/access-denied")); // 权限不足跳转页面
return http.build();
}
}
3. 过滤器链（Security Filter Chain）
Spring Security 的工作原理是通过一组过滤器（Filter）来拦截和处理请求，这些过滤器形成了一个过滤器链。
关键过滤器及其职责
Spring Security 的过滤器链由多个过滤器组成，每个过滤器承担特定的职责。以下是部分关键过滤器的介绍：
UsernamePasswordAuthenticationFilter：专门处理用户的用户名和密码认证请求。
SecurityContextPersistenceFilter：负责维护用户的安全上下文信息，在每个请求开始时加载上下文，在请求完成时存储上下文。
CsrfFilter：用于防止跨站请求伪造攻击（CSRF），通过生成和验证 CSRF Token 来保护应用安全。
ExceptionTranslationFilter：捕获过滤器链中的异常，并将其转换为用户友好的响应。
示例：添加自定义过滤器
以下代码展示了如何在自定义过滤器链中插入额外的过滤器：
@Configuration
@EnableWebSecurity
public class CustomSecurityConfig {
@Bean
public SecurityFilterChain securityFilterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
http.addFilterBefore(new CustomFilter(), UsernamePasswordAuthenticationFilter.class)
.authorizeHttpRequests(auth -> auth
.anyRequest().authenticated())
.csrf().disable();
return http.build();
}
private static class CustomFilter extends GenericFilterBean {
@Override
public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain)
throws IOException, ServletException {
System.out.println("Custom filter applied");
chain.doFilter(request, response);
}
}
}
二、Spring Security 的基本配置
在 Spring Boot 中，Spring Security 的配置主要通过以下几部分实现：
1. PasswordEncoder（密码加密器）
PasswordEncoder 用于对用户密码进行加密和验证。在 Spring Security 中，推荐使用 BCryptPasswordEncoder。
@Bean
public PasswordEncoder passwordEncoder() {
return new BCryptPasswordEncoder();
}
示例：密码加密与验证
加密密码：
String rawPassword = "123456";
String encodedPassword = passwordEncoder().encode(rawPassword);
System.out.println(encodedPassword); // 输出加密后的密码
验证密码：
boolean matches = passwordEncoder().matches("123456", encodedPassword);
System.out.println(matches); // true
2. UserDetailsService（用户信息服务）
UserDetailsService 是一个接口，用于从数据库加载用户信息（用户名、密码、角色等）。我们需要实现它，并在自定义逻辑中查询用户。
@Service
public class UserDetailsServiceImpl implements UserDetailsService {
@Autowired
private UserRepository userRepository;
@Override
public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {
User user = userRepository.findByUsername(username)
.orElseThrow(() -> new UsernameNotFoundException("用户不存在"));
return new org.springframework.security.core.userdetails.User(
user.getUsername(),
user.getPassword(),
user.getRoles() // 用户角色
);
}
}
3. DaoAuthenticationProvider（认证提供者）
DaoAuthenticationProvider 是 Spring Security 的默认认证提供者。它依赖于 UserDetailsService 和 PasswordEncoder。
@Bean
public DaoAuthenticationProvider authenticationProvider() {
DaoAuthenticationProvider authProvider = new DaoAuthenticationProvider();
authProvider.setUserDetailsService(userDetailsService);
authProvider.setPasswordEncoder(passwordEncoder());
return authProvider;
}
4. SecurityFilterChain（过滤器链配置）
Spring Security 的过滤器链通过 SecurityFilterChain 进行配置。以下是常见配置项的解析：
4.1 CSRF（跨站请求伪造防护）
在开发阶段，可以禁用 CSRF 防护：
.csrf(csrf -> csrf.disable())
在生产环境，建议开启 CSRF 防护，并为特定接口添加白名单：
.csrf(csrf -> csrf.ignoringRequestMatchers("/api/**"))
4.2 授权规则
通过 authorizeHttpRequests 配置路由访问规则：
.authorizeHttpRequests(auth -> auth
.requestMatchers("/login", "/register", "/css/**", "/js/**").permitAll()
.anyRequest().authenticated()
)
4.3 自定义登录页面
通过 formLogin 配置自定义登录行为：
.formLogin(form -> form
.loginPage("/login") // 登录页面路径
.loginProcessingUrl("/perform_login") // 登录表单提交路径
.defaultSuccessUrl("/home", true) // 登录成功后跳转页面
.failureUrl("/login?error") // 登录失败后跳转页面
.permitAll()
)
4.4 注销配置
通过 logout 配置用户退出登录后的行为：
.logout(logout -> logout
.logoutUrl("/logout") // 退出登录 URL
.logoutSuccessUrl("/login?logout") // 退出成功后跳转页面
.permitAll()
)
4.5 会话管理
限制每个用户只能有一个会话，并配置会话过期后的行为：
.sessionManagement(session -> session
.maximumSessions(1) // 每个用户限制一个会话
.expiredUrl("/login?expired") // 会话过期后跳转页面
)
三、完整代码示例
以下是一个完整的 Spring Security 配置类示例：
@Configuration
@EnableWebSecurity
public class SecurityConfig {
private final UserDetailsServiceImpl userDetailsService;
public SecurityConfig(UserDetailsServiceImpl userDetailsService) {
this.userDetailsService = userDetailsService;
}
@Bean
public PasswordEncoder passwordEncoder() {
return new BCryptPasswordEncoder();
}
@Bean
public DaoAuthenticationProvider authenticationProvider() {
DaoAuthenticationProvider authProvider = new DaoAuthenticationProvider();
authProvider.setUserDetailsService(userDetailsService);
authProvider.setPasswordEncoder(passwordEncoder());
return authProvider;
}
@Bean
public SecurityFilterChain filterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
http
.csrf(csrf -> csrf.disable())
.authorizeHttpRequests(auth -> auth
.requestMatchers("/login", "/register", "/css/**", "/js/**").permitAll()
.anyRequest().authenticated()
)
.formLogin(form -> form
.loginPage("/login")
.loginProcessingUrl("/perform_login")
.defaultSuccessUrl("/home", true)
.failureUrl("/login?error")
.permitAll()
)
.logout(logout -> logout
.logoutUrl("/logout")
.logoutSuccessUrl("/login?logout")
.permitAll()
)
.authenticationProvider(authenticationProvider())
.sessionManagement(session -> session
.maximumSessions(1)
.expiredUrl("/login?expired")
);
return http.build();
}
}
四、常见问题与排查
1. 登录后页面循环重定向
问题：登录成功后，页面无限跳转。
原因：登录页面路径和默认跳转页面相同，导致循环跳转。
解决方案： 确保 defaultSuccessUrl 和 loginPage 的路径不同。
2. 静态资源被拦截
问题：CSS 或 JavaScript 文件无法加载。
原因：静态资源路径未被放行。
解决方案： 确保在 authorizeHttpRequests 中添加以下规则：
.requestMatchers("/css/**", "/js/**", "/images/**").permitAll()
3. 登录失败未返回错误信息
问题：用户登录失败时，未显示具体错误提示。
解决方案： 确保在登录页面中添加错误信息的展示逻辑：