Spring Security短信验证码实现详解

简介

Spring Security是一个功能强大的认证和授权框架。它提供了多种认证方案，包括用户名密码认证、OAuth2.0认证等。但是默认情况下，Spring Security没有提供短信验证码认证的实现。因此，如果我们需要在Spring Security中实现短信验证码认证，需要自己进行实现。

本文将详细介绍如何在Spring Security中实现短信验证码认证。

实现步骤

1. 添加依赖

为了实现短信验证码认证，我们需要添加一些依赖。通常情况下，我们需要添加spring-boot-starter-web、spring-boot-starter-security、spring-boot-starter-validation等依赖。

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

2. 创建短信验证码生成器

接下来，我们需要创建一个短信验证码生成器。短信验证码生成器可以生成指定长度的随机数字字符串，并将生成的字符串保存到Redis中，以便后续的短信验证码验证。

@Component
public class SmsCodeGenerator {
    private final ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();

    @Autowired
    private RedisTemplate<String, String> redisTemplate;

    /**
     * 生成短信验证码
     *
     * @param length 验证码长度
     * @return 验证码
     */
    public String generate(int length) {
        String code = RandomStringUtils.randomNumeric(length);
        try {
            String value = objectMapper.writeValueAsString(new SmsCode(code, 60));
            redisTemplate.opsForValue().set("sms_code", value, 5, TimeUnit.MINUTES);
        } catch (JsonProcessingException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        return code;
    }
}

3. 创建短信验证码过滤器

接下来，我们需要创建一个短信验证码过滤器。短信验证码过滤器可以从请求参数中获取手机号码和验证码，并验证是否正确。如果验证码正确，则允许通过；否则返回错误信息。

public class SmsCodeFilter extends OncePerRequestFilter {
    @Autowired
    private SmsCodeGenerator smsCodeGenerator;

    @Override
    protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain filterChain) throws ServletException, IOException {
        // 只过滤POST类型的登录请求
        if ("POST".equals(request.getMethod()) && "/login/sms".equals(request.getRequestURI())) {
            try {
                validate(request);
            } catch (SmsCodeException e) {
                // 如果验证失败，则把错误信息返回
                response.setContentType("application/json;charset=UTF-8");
                response.setStatus(HttpStatus.UNAUTHORIZED.value());
                response.getWriter().write(e.getMessage());
                return;
            }
        }
        filterChain.doFilter(request, response);
    }

    /**
     * 验证请求参数中的验证码是否正确
     *
     * @param request 请求
     * @throws SmsCodeException 如果验证码不正确，则抛出该异常
     */
    private void validate(HttpServletRequest request) throws SmsCodeException {
        String mobile = request.getParameter("mobile");
        String code = request.getParameter("code");

        if (StringUtils.isEmpty(mobile) || StringUtils.isEmpty(code)) {
            throw new SmsCodeException("手机号或验证码不能为空");
        }

        String value = smsCodeGenerator.get();
        if (value == null) {
            throw new SmsCodeException("验证码已过期，请重新发送");
        }

        try {
            SmsCode smsCode = new ObjectMapper().readValue(value, SmsCode.class);

            if (!smsCode.getCode().equals(code)) {
                throw new SmsCodeException("验证码不正确");
            }

            if (smsCode.isExpired()) {
                throw new SmsCodeException("验证码已过期，请重新发送");
            }
        } catch (IOException e) {
            throw new SmsCodeException("验证码不正确");
        }
    }
}

4. 配置Spring Security

最后，我们需要在Spring Security中配置短信验证码过滤器，以实现短信验证码认证。具体步骤如下：

1. 配置短信验证码过滤器，使其在处理登录请求时生效。

@Bean
public SmsCodeFilter smsCodeFilter() throws Exception {
    SmsCodeFilter smsCodeFilter = new SmsCodeFilter();
    smsCodeFilter.setAuthenticationManager(authenticationManagerBean());
    smsCodeFilter.setAuthenticationFailureHandler(new SimpleUrlAuthenticationFailureHandler("/login/error"));
    return smsCodeFilter;
}

1. 配置Spring Security的登录认证方式，使其支持手机号码和短信验证码登录。

@Override
protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
    http
            .addFilterBefore(smsCodeFilter(), UsernamePasswordAuthenticationFilter.class)
            .formLogin()
                .loginPage("/login")
                .loginProcessingUrl("/login/sms")
            .and()
            .authorizeRequests()
                .antMatchers("/login", "/login/sms").permitAll()
                .anyRequest().authenticated()
            .and()
            .csrf().disable();
}

示例

下面给出两个示例说明短信验证码的实现。

示例一：发送短信验证码

我们可以在前端页面上添加一个发送短信验证码按钮，当用户点击该按钮后，前端向后端发送请求，后端生成短信验证码并发送给用户的手机。

@RequestMapping("/sms/code")
public void sendSmsCode(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException {
    String mobile = request.getParameter("mobile");
    if (StringUtils.isEmpty(mobile)) {
        response.getWriter().write("手机号不能为空");
        return;
    }

    String code = smsCodeGenerator.generate(6);
    // TODO: 调用第三方短信API，发送验证码到用户手机
}

示例二：实现短信验证码登录

我们可以在前端页面上添加一个登录表单，用户可以输入手机号码和短信验证码进行登录。当用户点击登录按钮后，前端向后端发送POST请求，后端通过短信验证码认证方式完成认证。

@RequestMapping(value = "/login/sms", method = RequestMethod.POST)
public void loginBySms(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException, ServletException {
    String mobile = request.getParameter("mobile");
    String code = request.getParameter("code");

    // 构建短信验证码认证对象
    SmsCodeAuthenticationToken authRequest = new SmsCodeAuthenticationToken(mobile, code);

    // 执行认证
    Authentication authentication = authenticationManager.authenticate(authRequest);

    // 认证成功
    SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authentication);

    // 跳转到首页
    response.sendRedirect("/");
}