Spring Security基本架构与初始化操作流程详解

介绍

Spring Security是一个基于Spring框架的安全性框架，处理了身份认证（authentication）与授权（authorization）等一系列的安全性问题，能够使我们更快更简单地集成到Spring应用程序中，保障应用程序的安全性。

本篇文章将会为您详细介绍Spring Security的基本架构与初始化操作流程，帮助大家快速入门了解该框架。

基本架构

Spring Security的基本架构可分为以下四个部分：

1. Web安全性框架（Web Security Framework）
2. 认证（Authentication）
3. 授权（Authorization）
4. 支持（Support）

其中Web安全性框架和支持是Spring Security的基础部分，而认证和授权则是主要功能。

Web安全性框架

Web安全性框架主要处理与HTTP请求相关的安全性问题。Spring Security提供了许多过滤器（filter）去处理常见的安全性问题，例如 Session的管理、 CSRF（Cross-Site Request Forgery）的防范、跨域问题等。

认证

认证是指验证用户身份是否正确。Spring Security提供了许多认证方式，例如HTTP基本认证、表单认证、OpenID认证等。

授权

授权是用户获得系统资源访问的过程。Spring Security提供了很多不同的授权方式，包括Role-Based Access Control、Method-Based Access Control、LDAP等。

支持

支持是指Spring Security提供的各种工具类和API。它们提供对验证、授权、安全性问题的支持等。

初始化操作流程

Spring Security的初始化操作流程主要包括以下几个步骤：

1. 引入Spring Security的Maven坐标
2. 配置Spring Security
3. 编写认证逻辑
4. 编写授权逻辑

下面，我们将一步步详解以上四个步骤。

引入Spring Security的Maven坐标

在项目的pom.xml文件中引入Spring Security的Maven坐标，示例如下：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.security</groupId>
    <artifactId>spring-security-web</artifactId>
    <version>5.3.4.RELEASE</version>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>org.springframework.security</groupId>
    <artifactId>spring-security-config</artifactId>
    <version>5.3.4.RELEASE</version>
</dependency>

配置Spring Security

在Spring MVC的ServletContext中添加Spring Security的配置，示例如下：

public class SecurityWebApplicationInitializer extends AbstractSecurityWebApplicationInitializer {

    public SecurityWebApplicationInitializer() {
        super(SecurityConfig.class);
    }
}

编写认证逻辑

编写认证逻辑包括两步：

1. 实现UserDetailsService接口
2. 配置AuthenticationManagerBuilder

示例代码如下：

@Service
public class UserDetailsServiceImpl implements UserDetailsService {

    @Override
    public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {
        if ("admin".equals(username)) {
            return new User(username, "$2a$10$enwdxDkT5hOQ3Wc29K7G1O9ATVwAi6fGUc/qjkVldZeZVq82I4.2", 
                AuthorityUtils.createAuthorityList("ROLE_ADMIN"));
        } else {
            throw new UsernameNotFoundException("User not found.");
        }
    }
}

@Configuration
@EnableWebSecurity
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {

    @Autowired
    private UserDetailsService userDetailsService;

    @Override
    protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
        auth.userDetailsService(userDetailsService).passwordEncoder(passwordEncoder());
    }

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

    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.authorizeRequests()
            .antMatchers("/admin/**").hasRole("ADMIN")
            .anyRequest().authenticated()
            .and()
            .formLogin()
            .loginPage("/login")
            .permitAll()
            .and()
            .logout()
            .permitAll();
    }
}

在上述示例代码中，我们实现了UserDetailsService接口，在loadUserByUsername方法中进行用户身份的认证。我们使用了Spring提供的BCryptPasswordEncoder对密码进行加密。在SecurityConfig类中我们配置了AuthenticationManagerBuilder，将userDetailsService和passwordEncoder传入；并且通过http.authorizeRequests()配置了访问/admin/**的需要管理员权限。

编写授权逻辑

编写授权逻辑主要是通过配置对资源的访问进行控制，一般包括两个步骤：

1. 在Spring Security中为用户授权
2. 在业务逻辑中判断用户是否有访问权限

示例代码如下：

@RestController
@RequestMapping("/")
public class HelloController {

    private final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass());

    @RequestMapping("hello")
    public String hello() {
        logger.info("HelloController.hello被调用");
        return "Hello";
    }

    @PreAuthorize("hasRole('ADMIN')")
    @RequestMapping("admin")
    public String admin() {
        logger.info("HelloController.admin被调用");
        return "Welcome Admin";
    }
}

在上述代码中，我们在访问/admin路径下的资源时，指定角色为管理员。另外，在访问hello路径下的资源时，不指定角色。

总结

本文介绍了Spring Security的基本架构与初始化操作流程，其中分别介绍了Web安全性框架、认证、授权和支持四个概念，并且对初始化操作流程做出了详细的解释。同时，我们也提供了两个示例来帮助读者更好的理解相关概念。