Spring Security的工作原理

本文详细探讨SpringSecurity如何通过Filter链实现安全访问控制,包括SecurityContextPersistenceFilter、UsernamePasswordAuthenticationFilter和FilterSecurityInterceptor的作用。讲解了认证流程,从用户提交信息到授权策略,以及http.authorizeRequests的授权保护机制。

1 结构总览

Spring Security所解决的问题就是安全访问控制,而安全访问控制功能其实就是对所有进入系统的请求进行拦截, 校验每个请求是否能够访问它所期望的资源。而Spring Security对Web资源的保护是靠Filter实现的。当初始化Spring Security时,会创建一个名为 springSecurityFilterChain 的Servlet过滤器,类型为org.springframework.security.web.FilterChainProxy,它实现了javax.servlet.Filter,因此外部的请求会经过此 类,下图是Spring Security过虑器链结构图:
在这里插入图片描述
FilterChainProxy是一个代理,真正起作用的是FilterChainProxy中SecurityFilterChain所包含的各个Filter,同时 这些Filter作为Bean被Spring管理,它们是Spring Security核心,各有各的职责,但他们并不直接处理用户的认 证,也不直接处理用户的授权,而是把它们交给了认证管理器(AuthenticationManager)和决策管理器 (AccessDecisionManager)进行处理
spring Security功能的实现主要是由一系列过滤器链相互配合完成,如下图:
在这里插入图片描述
下面介绍过滤器链中主要的几个过滤器及其作用:
SecurityContextPersistenceFilter :这个Filter是整个拦截过程的入口和出口(也就是第一个和最后一个拦截 器),会在请求开始时从配置好的 SecurityContextRepository 中获取 SecurityContext,然后把它设置给 SecurityContextHolder。在请求完成后将 SecurityContextHolder 持有的 SecurityContext 再保存到配置好的 SecurityContextRepository,同时清除 securityContextHolder 所持有的 SecurityContext
UsernamePasswordAuthenticationFilter :用于处理来自表单提交的认证。该表单必须提供对应的用户名和密码,其内部还有登录成功或失败后进行处理的 AuthenticationSuccessHandlerAuthenticationFailureHandler,这些都可以根据需求做相关改变; FilterSecurityInterceptor: 是用于保护web资源的,使用AccessDecisionManager对当前用户进行授权访问,前 面已经详细介绍过了;
ExceptionTranslationFilter: 能够捕获来自 FilterChain 所有的异常,并进行处理。但是它只会处理两类异常: AuthenticationExceptionAccessDeniedException,其它的异常它会继续抛出。

2 认证流程

在这里插入图片描述让我们仔细分析认证过程:

  1. 用户提交用户名、密码被SecurityFilterChain中的 UsernamePasswordAuthenticationFilter 过滤器获取到, 封装为请求Authentication,通常情况下是UsernamePasswordAuthenticationToken这个实现类。
  2. 然后过滤器将Authentication提交至认证管理器(AuthenticationManager)进行认证 。
  3. 认证成功后, AuthenticationManager 身份管理器返回一个被填充满了信息的(包括上面提到的权限信息, 身份信息,细节信息,但密码通常会被移除) Authentication 实例
  4. SecurityContextHolder 安全上下文容器将第3步填充了信息的 Authentication ,通过 SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(…)方法,设置到其中。 可以看出AuthenticationManager接口(认证管理器)是认证相关的核心接口,也是发起认证的出发点,它 的实现类为ProviderManager。而Spring Security支持多种认证方式,因此ProviderManager维护着一个 List 列表,存放多种认证方式,最终实际的认证工作是由 AuthenticationProvider完成的。咱们知道web表单的对应的AuthenticationProvider实现类为 DaoAuthenticationProvider,它的内部又维护着一个UserDetailsService负责UserDetails的获取。最终 AuthenticationProvider将UserDetails填充至Authentication。

3 授权策略

Spring Security可以通过 http.authorizeRequests() 对web请求进行授权保护。Spring Security使用标准Filter建立了对web请求的拦截,最终实现对资源的授权访问。授权流程如下:

在这里插入图片描述

Spring Security是一个功能强大的身份验证和授权框架,用于保护Java应用程序中的资源。它基于过滤器链的概念来实现安全性。 Spring Security工作原理可以概括如下: 1. 配置:首先,你需要配置Spring Security来定义安全规则和策略。这通常包括配置文件和注解的使用。 2. 过滤器链:Spring Security使用一条过滤器链来拦截请求并执行安全检查。每个过滤器都有特定的功能,例如身份验证、授权等。 3. 身份验证:当用户发送请求时,Spring Security会检查用户的身份验证信息。这可以是基于表单登录、HTTP基本认证、OAuth等不同的机制。 4. 访问控制:一旦用户通过身份验证,Spring Security会根据已定义的规则和策略来授权用户对资源的访问。这可以通过角色、权限等方式进行配置。 5. 安全上下文:Spring Security会创建一个安全上下文对象来保存用户的安全信息,包括认证状态、角色、权限等。这个上下文对象在整个应用程序中都可以访问。 6. 异常处理:如果用户未通过身份验证或未获得授权,Spring Security会引发相应的异常。你可以定义自己的异常处理程序来处理这些异常。 总体而言,Spring Security通过配置、过滤器链、身份验证、访问控制和安全上下文等机制来保护应用程序的安全性。它提供了灵活的配置选项和扩展点,使开发人员能够根据自己的需求来定制和扩展安全功能。
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