Spring Security认证器实现过程详解

Spring Security是用于保护Web应用程序的开放源代码框架。它可以提供基于角色的安全性，对用户进行身份验证和访问控制来保护应用程序。本文将详细介绍Spring Security认证器实现的过程。

一. Spring Security认证器

Spring Security提供了一个框架来处理所有Web应用程序的安全性。认证管理器是处理用户身份验证的核心组件。Spring Security使用AuthenticationManager进行身份验证和授权，AuthenticationManager管理AuthenticationProvider，并授权通过的身份验证提供者。用户可以为AuthenticationManager配置一个或多个AuthenticationProvider。

AuthenticationProvider是Spring Security认证系统中的最终用户身份验证实现。它根据用户提供的凭据进行身份验证，比如用户名和密码，也可以从第三方OAuth2 Identity Provider进行认证。AuthenticationProvider可以根据需要执行自定义身份验证逻辑，并返回判断结果和权限列表。

下面是Spring Security认证流程的示意图：

+-------------------------------------------------------+
|                                                       |
|  User Submits Username and Password                    |
|                                                       |
+-> Authentication Filter -> Authentication Manager   |
                                                      + (determine which
                                                      | Authentication Provider
                                                      | to use, sequentially
                                                      | calling each one 
                                                      | until success or
                                                      | exhausted)    
                                                      |
                                                      |  +----------------+
                                                      |  |                |
                                                      |  |Authentication 1|
                                                      |  |                |
                                                      |  +----------------+
                                                      |
                                                      |  +----------------+
                                                      |  |                |
                                                      |  |Authentication 2|
                                                      |  |                |
                                                      |  +----------------+
                                                      |
                                                      |  +----------------+
                                                      |  |                |
                                                      |  |Authentication n|
                                                      |  |                |
                                                      |  +----------------+
                                                      |
                                                      + (return last auth
                                                         exception if all providers
                                                         failed to authenticate)

以上是Spring Security认证的基本流程。下面将介绍如何实现自己的认证器。

二. 实现Spring Security认证器

1. 创建一个类并实现AuthenticationProvider接口，实现authenticate方法。

public class MyAuthenticationProvider implements AuthenticationProvider {
    @Override
    public Authentication authenticate(Authentication authentication) throws AuthenticationException {
        String username = authentication.getName();
        String password = authentication.getCredentials().toString();
        // auth logic
        return new UsernamePasswordAuthenticationToken(username, password, new ArrayList<>());
    }

    @Override
    public boolean supports(Class<?> authentication) {
        return authentication.equals(UsernamePasswordAuthenticationToken.class);
    }
}

在上述代码中，我们创建了一个名为MyAuthenticationProvider的类，该类实现了AuthenticationProvider接口。在authenticate方法中，我们对用户提供的用户名和密码进行身份验证，并返回一个实现了Authentication接口的用户名和密码的验证令牌。

1. 注册MyAuthenticationProvider：

@Configuration
@EnableWebSecurity
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {

    @Bean
    public MyAuthenticationProvider myAuth() {
        return new MyAuthenticationProvider();
    }

    @Autowired
    public void configureGlobal(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
        auth.authenticationProvider(myAuth());
    }
}

在上述代码中，我们将MyAuthenticationProvider注册到Spring Security中。为了处理认证相关的事务，我们还需要创建一个SecurityConfig类并继承WebSecurityConfigurerAdapter。 configureGlobal方法将配置一个AuthenticationManagerBuilder，该构建器使用我们的MyAuthenticationProvider。

三. 示例说明

下面是两个示例，它们展示了如何实现Spring Security的自定义AuthenticationProvider。

示例1：基于JDBC方式进行身份验证

如果你想使用JDBC进行身份验证，可以使用Spring Security提供的JdbcUserDetailsManager，该管理器负责将用户身份验证信息保存在关系数据库中。

public class JdbcAuthenticationProvider implements AuthenticationProvider {

    private JdbcUserDetailsManager userDetailsManager;

    public JdbcAuthenticationProvider(DataSource dataSource) {
        userDetailsManager = new JdbcUserDetailsManager(dataSource);
    }

    @Override
    public Authentication authenticate(Authentication authentication) throws AuthenticationException {
        String username = authentication.getName();
        String password = authentication.getCredentials().toString();
        UserDetails user = userDetailsManager.loadUserByUsername(username);
        if (passwordEncoder().matches(password, user.getPassword())) {
            return new UsernamePasswordAuthenticationToken(user, null, user.getAuthorities());
        } else {
            throw new BadCredentialsException("Bad credentials");
        }
    }

    @Override
    public boolean supports(Class<?> aClass) {
        return aClass.equals(UsernamePasswordAuthenticationToken.class);
    }

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

在上述代码中，我们首先创建一个名为JdbcAuthenticationProvider的类，它实现了AuthenticationProvider接口。接着，我们创建了一个JdbcUserDetailsManager并在构造函数中传入一个关系数据库DataSource。然后，我们在authenticate方法中加载由用户名标志的用户详细信息，并使用加密的密码比较用户提供的密码。最后，我们创建了一个UsernamePasswordAuthenticationToken并返回它，如果身份验证失败，则抛出BadCredentialsException。

示例2：基于LDAP进行身份验证

如果你想使用LDAP进行身份验证，你可以使用Spring LDAP提供的LdapTemplate类来连接和访问LDAP服务器。接下来，我们将基于LDAP Directory相应的认证信息来实现用户身份验证。

public class LdapAuthenticationProvider implements AuthenticationProvider {

    @Autowired
    private LdapTemplate ldapTemplate;

    @Override
    public Authentication authenticate(Authentication authentication) throws AuthenticationException {
        String username = authentication.getName();
        String password = authentication.getCredentials().toString();

        AndFilter filter = new AndFilter();
        filter.and(new EqualsFilter("objectclass", "person"));
        filter.and(new EqualsFilter("cn", username));

        boolean authenticated = ldapTemplate.authenticate("", filter.toString(), password);

        if (authenticated) {
            return new UsernamePasswordAuthenticationToken(
                    username, password, new ArrayList<>());
        } else {
            throw new BadCredentialsException("Bad credentials");
        }
    }

    @Override
    public boolean supports(Class<?> aClass) {
        return aClass.equals(UsernamePasswordAuthenticationToken.class);
    }

}

在上述代码中，我们首先创建了一个名为LdapAuthenticationProvider的类，它实现了AuthenticationProvider接口。在authenticate方法中，我们首先创建一个AndFilter并将它与用户提供的用户名并且objectclass为person进行拼接。然后我们使用LdapTemplate.authenticate方法尝试在LDAP Directory的目录结构中查找与用户名匹配的对象并尝试使用它提供的密码进行验证。如果身份验证成功，则创建并返回一个UsernamePasswordAuthenticationToken，否则抛出BadCredentialsException。

到此为止，我们已经介绍了如何实现Spring Security的自定义AuthenticationProvider，并给出了两个示例供你参考。如果你想进一步了解Spring Security的内容，可以查阅官方文档：https://docs.spring.io/spring-security/site/docs/5.4.1/reference/html5/。