SpringSecurity实现权限系统设计
RBAC权限分析
RBAC 全称为基于角色的权限控制，本段将会从什么是RBAC，模型分类，什么是权限，用户组的使用，实例分析等几个方面阐述RBAC
思维导图
绘制思维导图如下
什么是RBAC
RBAC 全称为用户角色权限控制，通过角色关联用户，角色关联权限，这种方式，间阶的赋予用户的权限，如下图所示
对于通常的系统而言，存在多个用户具有相同的权限，在分配的时候，要为指定的用户分配相关的权限，修改的时候也要依次的对这几个用户的权限进行修改，有了角色这个权限，在修改权限的时候，只需要对角色进行修改，就可以实现相关的权限的修改。这样做增加了效率，减少了权限漏洞的发生。
模型分类
对于RBAC模型来说，分为以下几个模型 分别是RBAC0，RBAC1，RBAC2，RBAC3，这四个模型，这段将会依次介绍这四个模型，其中最常用的模型有RBAC0.
RBAC0
RBAC0是最简单的RBAC模型，这里面包含了两种。
用户和角色是多对一的关系，即一个用户只充当一种角色，一个角色可以有多个角色的担当。用户和角色是多对多的关系，即，一个用户可以同时充当多个角色，一个角色可以有多个用户。
此系统功能单一，人员较少，这里举个栗子，张三既是行政，也负责财务，此时张三就有俩个权限，分别是行政权限，和财务权限两个部分。
RBAC1
相对于RBAC0模型来说，增加了子角色，引入了继承的概念。
RBAC2 模型
这里RBAC2模型，在RBAC0模型的基础上，增加了一些功能，以及限制
角色互斥
即，同一个用户不能拥有两个互斥的角色，举个例子，在财务系统中，一个用户不能拥有会计员和审计这两种角色。
基数约束
即，用一个角色，所拥有的成员是固定的，例如对于CEO这种角色，同一个角色，也只能有一个用户。
先决条件
即，对于该角色来说，如果想要获得更高的角色，需要先获取低一级别的角色。举个栗子，对于副总经理和经理这两个权限来说，需要先有副总经理权限，才能拥有经理权限，其中副总经理权限是经理权限的先决条件。
运行时互斥
即，一个用户可以拥有两个角色，但是这俩个角色不能同时使用，需要切换角色才能进入另外一个角色。举个栗子，对于总经理和专员这两个角色，系统只能在一段时间，拥有其一个角色，不能同时对这两种角色进行操作。
RBAC3模型
即，RBAC1，RBAC2，两者模型全部累计，称为统一模型。
什么是权限
权限是资源的集合，这里的资源指的是软件中的所有的内容，即，对页面的操作权限，对页面的访问权限，对数据的增删查改的权限。举个栗子。对于下图中的系统而言，
拥有，计划管理，客户管理，合同管理，出入库通知单管理，粮食安全追溯，粮食统计查询，设备管理这几个页面，对这几个页面的访问，以及是否能够访问到菜单，都属于权限。
用户组的使用
对于用户组来说，是把众多的用户划分为一组，进行批量授予角色，即，批量授予权限。举个栗子，对于部门来说，一个部门拥有一万多个员工，这些员工都拥有相同的角色，如果没有用户组，可能需要一个个的授予相关的角色，在拥有了用户组以后，只需要，把这些用户全部划分为一组，然后对该组设置授予角色，就等同于对这些用户授予角色。
优点：减少工作量，便于理解，增加多级管理，等。最新面试题整理好了，点击Java面试库小程序在线刷题。
SpringSecurity 简单使用
首先添加依赖
Spring Boot 基础就不介绍了
<dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId> </dependency>
然后添加相关的访问接口
package com.example.demo.web; import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.RestController; @RestController @RequestMapping("/test") public class Test { @RequestMapping("/test") public String test(){ return "test"; } }
最后启动项目，在日志中查看相关的密码
访问接口，可以看到相关的登录界面
输入用户名和相关的密码
登录成功
增加用户名和密码
在配置文件中，书写相关的登录和密码
spring:
security:
user:
name: ming
password: 123456
roles: admin 在登录页面，输入用户名和密码，即可正常登录。另外，Spring 系列面试题和答案全部整理好了，微信搜索Java技术栈，在后台发送：面试，可以在线阅读。
基于内存的认证
需要自定义类继承 WebSecurityConfigurerAdapter 代码如下
package com.example.demo.config; import org.springframework.context.annotation.Bean; import org.springframework.context.annotation.Configuration; import org.springframework.security.config.annotation.authentication.builders.AuthenticationManagerBuilder; import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfigurerAdapter; import org.springframework.security.crypto.password.NoOpPasswordEncoder; import org.springframework.security.crypto.password.PasswordEncoder; @Configuration public class MyWebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter { @Bean PasswordEncoder passwordEncoder(){ return NoOpPasswordEncoder.getInstance(); } @Override protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception { auth.inMemoryAuthentication() .withUser("admin").password("123").roles("admin"); } }
即，配置的用户名为admin，密码为123，角色为admin
HttpSecurity
这里对一些方法进行拦截
package com.ming.demo.interceptor; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.springframework.context.annotation.Bean; import org.springframework.context.annotation.Configuration; import org.springframework.http.HttpMethod; import org.springframework.security.config.annotation.authentication.builders.AuthenticationManagerBuilder; import org.springframework.security.config.annotation.method.configuration.EnableGlobalMethodSecurity; import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity; import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.EnableWebSecurity; import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfigurerAdapter; import org.springframework.security.crypto.bcrypt.BCryptPasswordEncoder; import org.springframework.security.crypto.password.PasswordEncoder; import org.springframework.security.web.authentication.rememberme.TokenBasedRememberMeServices; @Configuration @EnableWebSecurity public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter { //基于内存的用户存储 @Override public void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception { auth.inMemoryAuthentication() .withUser("itguang").password("123456").roles("USER").and() .withUser("admin").password("{noop}" + "123456").roles("ADMIN"); } //请求拦截 @Override protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception { http.authorizeRequests() .anyRequest().permitAll() .and() .formLogin() .permitAll() .and() .logout() .permitAll(); } }
即，这里完成了对所有的方法访问的拦截。
SpringSecurity 集成JWT
这是一个小demo，目的，登录以后返回jwt生成的token
导入依赖
添加web依赖
导入JWT和Security依赖
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/io.jsonwebtoken/jjwt --> <dependency> <groupId>io.jsonwebtoken</groupId> <artifactId>jjwt</artifactId> <version>0.9.1</version> </dependency> <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.springframework.boot/spring-boot-starter-security --> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId> <version>2.3.1.RELEASE</version> </dependency>
创建一个JwtUser实现UserDetails
创建 一个相关的JavaBean
package com.example.demo; import org.springframework.security.core.GrantedAuthority; import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetails; import java.util.Collection; public class JwtUser implements UserDetails { private String username; private String password; private Integer state; private Collection<? extends GrantedAuthority> authorities; public JwtUser(){ } public JwtUser(String username, String password, Integer state, Collection<? extends GrantedAuthority> authorities){ this.username = username; this.password = password; this.state = state; this.authorities = authorities; } @Override public Collection<? extends GrantedAuthority> getAuthorities() { return authorities; } @Override public String getPassword() { return this.password; } @Override public String getUsername() { return this.username; } @Override public boolean isAccountNonExpired() { return true; } @Override public boolean isAccountNonLocked() { return true; } @Override public boolean isCredentialsNonExpired() { return true; } @Override public boolean isEnabled() { return true; } }
编写工具类生成令牌
编写工具类，用来生成token，以及刷新token，以及验证token
package com.example.demo; import io.jsonwebtoken.Claims; import io.jsonwebtoken.Jwts; import io.jsonwebtoken.SignatureAlgorithm; import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetails; import java.io.Serializable; import java.util.Date; import java.util.HashMap; import java.util.Map; public class JwtTokenUtil implements Serializable { private String secret; private Long expiration; private String header; private String generateToken(Map<String, Object> claims) { Date expirationDate = new Date(System.currentTimeMillis() + expiration); return Jwts.builder().setClaims(claims).setExpiration(expirationDate).signWith(SignatureAlgorithm.HS512, secret).compact(); } private Claims getClaimsFromToken(String token) { Claims claims; try { claims = Jwts.parser().setSigningKey(secret).parseClaimsJws(token).getBody(); } catch (Exception e) { claims = null; } return claims; } public String generateToken(UserDetails userDetails) { Map<String, Object> claims = new HashMap<>(2); claims.put("sub", userDetails.getUsername()); claims.put("created", new Date()); return generateToken(claims); } public String getUsernameFromToken(String token) { String username; try { Claims claims = getClaimsFromToken(token); username = claims.getSubject(); } catch (Exception e) { username = null; } return username; } public Boolean isTokenExpired(String token) { try { Claims claims = getClaimsFromToken(token); Date expiration = claims.getExpiration(); return expiration.before(new Date()); } catch (Exception e) { return false; } } public String refreshToken(String token) { String refreshedToken; try { Claims claims = getClaimsFromToken(token); claims.put("created", new Date()); refreshedToken = generateToken(claims); } catch (Exception e) { refreshedToken = null; } return refreshedToken; } public Boolean validateToken(String token, UserDetails userDetails) { JwtUser user = (JwtUser) userDetails; String username = getUsernameFromToken(token); return (username.equals(user.getUsername()) && !isTokenExpired(token)); } }
编写拦截器
编写Filter 用来检测JWT
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package com.example.demo; import org.apache.commons.lang.StringUtils; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.springframework.security.authentication.UsernamePasswordAuthenticationToken; import org.springframework.security.core.context.SecurityContextHolder; import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetails; import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetailsService; import org.springframework.security.web.authentication.WebAuthenticationDetailsSource; import org.springframework.stereotype.Component; import org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter; import javax.servlet.FilterChain; import javax.servlet.ServletException; import javax.servlet.http.HttpServletRequest; import javax.servlet.http.HttpServletResponse; import java.io.IOException; @Component public class JwtAuthenticationTokenFilter extends OncePerRequestFilter { @Autowired private UserDetailsService userDetailsService; @Autowired private JwtTokenUtil jwtTokenUtil; @Override protected void doFilterInternal(HttpServletRequest httpServletRequest, HttpServletResponse httpServletResponse, FilterChain filterChain) throws ServletException, IOException { String authHeader = httpServletRequest.getHeader(jwtTokenUtil.getHeader()); if (authHeader != null && StringUtils.isNotEmpty(authHeader)) { String username = jwtTokenUtil.getUsernameFromToken(authHeader); if (username != null && SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication() == null) { UserDetails userDetails = this.userDetailsService.loadUserByUsername(username); if (jwtTokenUtil.validateToken(authHeader, userDetails)) { UsernamePasswordAuthenticationToken authentication = new UsernamePasswordAuthenticationToken(userDetails,null,userDetails.getAuthorities()); authentication.setDetails(new WebAuthenticationDetailsSource().buildDetails(httpServletRequest)); SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authentication); } } } filterChain.doFilter(httpServletRequest, httpServletResponse); } }
编写userDetailsService的实现类
在上方代码中，编写userDetailsService，类，实现其验证过程
package com.example.demo;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.security.core.authority.SimpleGrantedAuthority;
import org.springframework.security.core.userdetails.User;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetails;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetailsService;
import org.springframework.security.core.userdetails.UsernameNotFoundException;
import org.springframework.stereotype.Service;
import javax.management.relation.Role;
import java.util.List;
@Service
public class JwtUserDetailsServiceImpl implements UserDetailsService {
@Autowired
private UserMapper userMapper;
@Override
public UserDetails loadUserByUsername(String s) throws UsernameNotFoundException {
User user = userMapper.selectByUserName(s);
if (user == null) {
throw new UsernameNotFoundException(String.format("'%s'.这个用户不存在", s));
}
List<SimpleGrantedAuthority> collect = user.getRoles().stream().map(Role::getRolename).map(SimpleGrantedAuthority::new).collect(Collectors.toList());
return new JwtUser(user.getUsername(), user.getPassword(), user.getState(), collect);
}
} 编写登录
编写登录业务的实现类 其login方***返回一个JWTUtils 的token
Spring Boot 基础就不介绍了，推荐下这个实战教程：
https://github.com/javastacks/spring-boot-best-practice
@Service public class UserServiceImpl implements UserService { @Autowired private UserMapper userMapper; @Autowired private AuthenticationManager authenticationManager; @Autowired private UserDetailsService userDetailsService; @Autowired private JwtTokenUtil jwtTokenUtil; public User findByUsername(String username) { User user = userMapper.selectByUserName(username); return user; } public RetResult login(String username, String password) throws AuthenticationException { UsernamePasswordAuthenticationToken upToken = new UsernamePasswordAuthenticationToken(username, password); final Authentication authentication = authenticationManager.authenticate(upToken); SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authentication); UserDetails userDetails = userDetailsService.loadUserByUsername(username); return new RetResult(RetCode.SUCCESS.getCode(),jwtTokenUtil.generateToken(userDetails)); } }
最后配置Config
@EnableGlobalMethodSecurity(prePostEnabled = true)
@EnableWebSecurity
public class WebSecurity extends WebSecurityConfigurerAdapter {
@Autowired
private UserDetailsService userDetailsService;
@Autowired
private JwtAuthenticationTokenFilter jwtAuthenticationTokenFilter;
@Autowired
public void configureAuthentication(AuthenticationManagerBuilder authenticationManagerBuilder) throws Exception {
authenticationManagerBuilder.userDetailsService(this.userDetailsService).passwordEncoder(passwordEncoder());
}
@Bean(name = BeanIds.AUTHENTICATION_MANAGER)
@Override
public AuthenticationManager authenticationManagerBean() throws Exception {
return super.authenticationManagerBean();
}
@Bean
public PasswordEncoder passwordEncoder() {
return new BCryptPasswordEncoder();
}
@Override
protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
http.csrf().disable().sessionManagement().sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS)
.and().authorizeRequests()
.antMatchers(HttpMethod.OPTIONS, "/**").permitAll()
.antMatchers("/auth/**").permitAll()
.anyRequest().authenticated()
.and().headers().cacheControl();
http.addFilterBefore(jwtAuthenticationTokenFilter, UsernamePasswordAuthenticationFilter.class);
ExpressionUrlAuthorizationConfigurer<HttpSecurity>.ExpressionInterceptUrlRegistry registry = http.authorizeRequests();
registry.requestMatchers(CorsUtils::isPreFlightRequest).permitAll();
}
@Bean
public CorsFilter corsFilter() {
final UrlBasedCorsConfigurationSource urlBasedCorsConfigurationSource = new UrlBasedCorsConfigurationSource();
final CorsConfiguration cors = new CorsConfiguration();
cors.setAllowCredentials(true);
cors.addAllowedOrigin("*");
cors.addAllowedHeader("*");
cors.addAllowedMethod("*");
urlBasedCorsConfigurationSource.registerCorsConfiguration("/**", cors);
return new CorsFilter(urlBasedCorsConfigurationSource);
}
} 运行，返回token
运行，返回结果为token
pringSecurity JSON登录
这里配置SpringSecurity之JSON登录
这里需要重写UsernamePasswordAnthenticationFilter类，以及配置SpringSecurity
重写UsernamePasswordAnthenticationFilter
public class CustomAuthenticationFilter extends UsernamePasswordAuthenticationFilter { @Override public Authentication attemptAuthentication(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws AuthenticationException { //attempt Authentication when Content-Type is json if(request.getContentType().equals(MediaType.APPLICATION_JSON_UTF8_VALUE) ||request.getContentType().equals(MediaType.APPLICATION_JSON_VALUE)){ //use jackson to deserialize json ObjectMapper mapper = new ObjectMapper(); UsernamePasswordAuthenticationToken authRequest = null; try (InputStream is = request.getInputStream()){ AuthenticationBean authenticationBean = mapper.readValue(is,AuthenticationBean.class); authRequest = new UsernamePasswordAuthenticationToken( authenticationBean.getUsername(), authenticationBean.getPassword()); }catch (IOException e) { e.printStackTrace(); authRequest = new UsernamePasswordAuthenticationToken( "", ""); }finally { setDetails(request, authRequest); return this.getAuthenticationManager().authenticate(authRequest); } } //transmit it to UsernamePasswordAuthenticationFilter else { return super.attemptAuthentication(request, response); } } }
配置SecurityConfig
@Override protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception { http .cors().and() .antMatcher("/**").authorizeRequests() .antMatchers("/", "/login**").permitAll() .anyRequest().authenticated() //这里必须要写formLogin()，不然原有的UsernamePasswordAuthenticationFilter不会出现，也就无法配置我们重新的UsernamePasswordAuthenticationFilter .and().formLogin().loginPage("/") .and().csrf().disable(); //用重写的Filter替换掉原有的UsernamePasswordAuthenticationFilter http.addFilterAt(customAuthenticationFilter(), UsernamePasswordAuthenticationFilter.class); } //注册自定义的UsernamePasswordAuthenticationFilter @Bean CustomAuthenticationFilter customAuthenticationFilter() throws Exception { CustomAuthenticationFilter filter = new CustomAuthenticationFilter(); filter.setAuthenticationSuccessHandler(new SuccessHandler()); filter.setAuthenticationFailureHandler(new FailureHandler()); filter.setFilterProcessesUrl("/login/self"); //这句很关键，重用WebSecurityConfigurerAdapter配置的AuthenticationManager，不然要自己组装AuthenticationManager filter.setAuthenticationManager(authenticationManagerBean()); return filter; }
这样就完成使用json登录SpringSecurity。
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Spring Security 密码加密方式
需要在Config 类中配置如下内容
/** * 密码加密 */ @Bean public BCryptPasswordEncoder passwordEncoder(){ return new BCryptPasswordEncoder(); }
即，使用此方法，对密码进行加密， 在业务层的时候，使用此加密的方法
@Service @Transactional public class UserServiceImpl implements UserService { @Resource private UserRepository userRepository; @Resource private BCryptPasswordEncoder bCryptPasswordEncoder; //注入bcryct加密 @Override public User add(User user) { user.setPassword(bCryptPasswordEncoder.encode(user.getPassword())); //对密码进行加密 User user2 = userRepository.save(user); return user2; } @Override public ResultInfo login(User user) { ResultInfo resultInfo=new ResultInfo(); User user2 = userRepository.findByName(user.getName()); if (user2==null) { resultInfo.setCode("-1"); resultInfo.setMessage("用户名不存在"); return resultInfo; } //判断密码是否正确 if (!bCryptPasswordEncoder.matches(user.getPassword(),user2.getPassword())) { resultInfo.setCode("-1"); resultInfo.setMessage("密码不正确"); return resultInfo; } resultInfo.setMessage("登录成功"); return resultInfo; } }
即，使用BCryptPasswordEncoder 对密码进行加密，保存数据库
使用数据库认证
这里使用数据库认证SpringSecurity
设计数据表
这里设计数据表
着重配置SpringConfig
@Configurable public class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter { @Autowired private UserService userService; // service 层注入 @Bean PasswordEncoder passwordEncoder(){ return new BCryptPasswordEncoder(); } @Override protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception { // 参数传入Service，进行验证 auth.userDetailsService(userService); } @Override protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception { http.authorizeRequests() .antMatchers("/admin/**").hasRole("admin") .anyRequest().authenticated() .and() .formLogin() .loginProcessingUrl("/login").permitAll() .and() .csrf().disable(); } }
这里着重配置SpringConfig
小结
着重讲解了RBAC的权限配置，以及简单的使用SpringSecurity，以及使用SpringSecurity + JWT 完成前后端的分离，以及配置json登录，和密码加密方式。
查看5道真题和解析
