Security 登录认证流程详细分析详解

什么是Security

Security 是 Spring 家族中的一个安全框架，它提供了诸如认证、授权、攻击保护等功能，可以很方便地集成到 Spring 应用中，为应用提供高效、灵活的安全控制。

Security 登录认证流程

Security 登录认证流程是一个经典的“过滤器链”(FilterChain)结构。

Spring 自带的 Security 过滤器链包含了多个过滤器，其中最重要的两个过滤器是 UsernamePasswordAuthenticationFilter 和 AuthenticationManager。

整个登录认证流程一般包含以下步骤：

1. 用户提交登录表单，表单数据被传递给 UsernamePasswordAuthenticationFilter 过滤器；
2. UsernamePasswordAuthenticationFilter 过滤器对用户提交的表单数据进行解析，构建 UsernamePasswordAuthenticationToken 实例；
3. AuthenticationManager 进行身份认证，如果身份认证成功，则构建认证成功的 Authentication 实例；否则，抛出异常；
4. 对于认证成功的 Authentication 实例，将其保存到 SecurityContext 中，表示用户已经进行过身份认证；
5. 触发认证成功事件，重定向用户请求的页面。

下面通过两个示例进行详细讲解。

示例一：基于用户名、密码的认证

在这个示例中，假设我们的应用需要用户输入用户名、密码来进行身份认证。

1. 用户提交登录表单，表单数据被传递给 UsernamePasswordAuthenticationFilter 过滤器；
2. UsernamePasswordAuthenticationFilter 过滤器对用户提交的表单数据进行解析，构建 UsernamePasswordAuthenticationToken 实例；
   public Authentication attemptAuthentication(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response)
throws AuthenticationException {
String username = obtainUsername(request);
String password = obtainPassword(request);
if (username == null) {
username = "";
}
if (password == null) {
password = "";
}
username = username.trim();
UsernamePasswordAuthenticationToken authRequest = new UsernamePasswordAuthenticationToken(
username, password);
setDetails(request, authRequest);
return this.getAuthenticationManager().authenticate(authRequest);
}

3. AuthenticationManager 进行身份认证，如果身份认证成功，则构建认证成功的 Authentication 实例；否则，抛出异常；
   ```
   public Authentication authenticate(Authentication authentication)
   throws AuthenticationException {
   String username = (String) authentication.getPrincipal();
   String password = (String) authentication.getCredentials();

   // 根据用户名查询用户信息，这里使用一个自定义的 UserDetailsService 实现类
   UserDetails user = userDetailsService.loadUserByUsername(username);

   // 验证用户密码是否正确
   if (!passwordEncoder.matches(password, user.getPassword())) {
   throw new BadCredentialsException("Invalid username/password");
   }

   // 构造认证成功的 Authentication 实例
   return new UsernamePasswordAuthenticationToken(user, null, user.getAuthorities());
   }
   4. 对于认证成功的 Authentication 实例，将其保存到 SecurityContext 中，表示用户已经进行过身份认证；
   SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authentication);
   ```
   5. 触发认证成功事件，重定向用户请求的页面。

示例二：基于证书的认证

在这个示例中，假设我们的应用需要用户上传证书来进行身份认证。

1. 用户上传证书文件，文件被传递到证书处理器中；

2. 证书处理器对证书文件进行处理，构建 X509CertificateAuthenticationToken 实例；
   ```
   public Authentication doAuthenticate(HttpServletRequest request,
   HttpServletResponse response)
   throws AuthenticationException {
   // 从请求中获取证书
   X509Certificate[] certs = (X509Certificate[]) request.getAttribute(
   "javax.servlet.request.X509Certificate");

   // 根据证书信息构建 X509CertificateAuthenticationToken
   if (certs != null && certs.length > 0) {
   X509CertificateAuthenticationToken authRequest =
   new X509CertificateAuthenticationToken(certs);
   setDetails(authRequest, request);
   return this.getAuthenticationManager().authenticate(authRequest);
   } else {
   throw new AuthenticationServiceException("No X.509 certificate found in request");
   }
   }
   3. AuthenticationManager 进行身份认证，如果身份认证成功，则构建认证成功的 Authentication 实例；否则，抛出异常；
   public Authentication authenticate(Authentication authentication)
   throws AuthenticationException {
   X509Certificate[] certs = (X509Certificate[]) authentication.getCredentials();

   // 根据证书信息查询用户信息，这里使用一个自定义的 UserDetailsService 实现类
   UserDetails user = userDetailsService.loadUserByCert(certs);

   // 构造认证成功的 Authentication 实例
   return new X509CertificateAuthenticationToken(user, null, user.getAuthorities());
   }
   4. 对于认证成功的 Authentication 实例，将其保存到 SecurityContext 中，表示用户已经进行过身份认证；
   SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authentication);
   ```
   5. 触发认证成功事件，重定向用户请求的页面。

总结

通过以上两个示例，我们可以看到 Security 登录认证流程的基本流程，同时也可以看到其在不同身份认证方式中的具体实现。

本文只是为读者提供了 Security 登录认证流程的一个简要分析和示例说明，实际中还有许多细节和注意事项需要注意。

更多有关 Spring Security 的内容可以参考官方文档：https://docs.spring.io/spring-security/site/docs/5.2.x/reference/htmlsingle/