Spring Security 解析(三) —— 个性化认证 以及 RememberMe 实现
> 在学习Spring Cloud 时，遇到了授权服务oauth 相关内容时，总是一知半解，因此决定先把Spring Security 、Spring Security Oauth2 等权限、认证相关的内容、原理及设计学习并整理一遍。本系列文章就是在学习的过程中加强印象和理解所撰写的，如有侵权请告知。
> 项目环境: > - JDK1.8 > - Spring boot 2.x > - Spring Security 5.x
一、个性化认证
（一） 配置登录
在 授权过程 和 认证过程 中我们都是使用的 Security 默认的一个登录页面(/login)，那么如果我们想自定义一个登录页面该如何实现呢？其实很简单，我们新建 FormAuthenticationConfig 配置类，然后在configure(HttpSecurity http) 方法中实现以下设置：
http.formLogin()
//可以设置自定义的登录页面 或者 （登录）接口
// 注意1： 一般来说设置成（登录）接口后，该接口会配置成无权限即可访问，所以会走匿名filter, 也就意味着不会走认证过程了，所以我们一般不直接设置成接口地址
// 注意2： 这里配置的 地址一定要配置成无权限访问，否则将出现 一直重定向问题（因为无权限后又会重定向到这里配置的登录页url）
.loginPage(securityProperties.getLogin().getLoginPage())
//.loginPage("/loginRequire")
// 指定验证凭据的URL（默认为 /login） ,
// 注意1：这里修改后的 url 会意味着 UsernamePasswordAuthenticationFilter 将 验证此处的 url
// 注意2： 与 loginPage设置的接口地址是有 区别, 一但 loginPage 设置了的是访问接口url，那么此处配置将无任何意义
// 注意3： 这里设置的 Url 是有默认无权限访问的
.loginProcessingUrl(securityProperties.getLogin().getLoginUrl())
//分别设置成功和失败的处理器
.successHandler(customAuthenticationSuccessHandler)
.failureHandler(customAuthenticationFailureHandler);
最后在 SpringSecurityConfig 的 configure(HttpSecurity http) 方法中 调用 formAuthenticationConfig.configure(http) 即可;
正如看到的一样，我们通过 loginPage()设置 登录页面 或 接口, 通过 loginProcessingUrl() 设置 UsernamePasswordAuthenticationFilter 要匹配的 接口地址(一定是Post)（看过授权过程的同学应该都知道其默认的是/login）。 这里有以下几点值得注意：
> - loginPage() 这里配置的 地址(不管是接口url还是登录页面)一定要配置成无权限访问，否则将出现 一直重定向问题（因为无权限后又会重定向到这里配置的登录页url > - loginPage() 一般来说不直接设置成（登录）接口，因为设置了接口会配置成无权限即可访问（当然设置成登录页面也需要配置无权限访问），所以会走匿名filter, 也就意味着不会走认证过程了，所以我们一般不直接设置成接口地址 > - loginProcessingUrl() 这里修改后的 url 会意味着 UsernamePasswordAuthenticationFilter 将 验证此处的 url > - loginProcessingUrl() 这里设置的 Url 是有默认无权限访问的,与 loginPage设置的接口地址是有 区别, 一但 loginPage 设置了的是接口url，那么此处配置将无任何意义 > - successHandler() 和 failureHandler 分别 设置认证成功处理器 和 认证失败处理器 (如果对这2个处理器没印象的话，建议回顾下授权过程)
（二） 配置成功和失败处理器
在授权过程中，我们增简单提及到过这2个处理器，在Security中默认的处理器分别是SavedRequestAwareAuthenticationSuccessHandler 和 SimpleUrlAuthenticationFailureHandler ，这次我们自定义这2个处理器，分别为 CustomAuthenticationSuccessHandler ( extends SavedRequestAwareAuthenticationSuccessHandler ) 重写 onAuthenticationSuccess() 方法 :
@Component("customAuthenticationSuccessHandler")
@Slf4j
public class CustomAuthenticationSuccessHandler extends SavedRequestAwareAuthenticationSuccessHandler {
@Autowired
private SecurityProperties securityProperties;
private RequestCache requestCache = new HttpSessionRequestCache();
@Override
public void onAuthenticationSuccess(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,
Authentication authentication) throws IOException, ServletException {
logger.info("登录成功");
// 如果设置了loginSuccessUrl，总是跳到设置的地址上
// 如果没设置，则尝试跳转到登录之前访问的地址上，如果登录前访问地址为空，则跳到网站根路径上
if (!StringUtils.isEmpty(securityProperties.getLogin().getLoginSuccessUrl())) {
requestCache.removeRequest(request, response);
setAlwaysUseDefaultTargetUrl(true);
setDefaultTargetUrl(securityProperties.getLogin().getLoginSuccessUrl());
}
super.onAuthenticationSuccess(request, response, authentication);
}
}
和 CustomAuthenticationFailureHandler( extends SimpleUrlAuthenticationFailureHandler) 重写 onAuthenticationFailure() 方法 :
@Component("customAuthenticationFailureHandler")
@Slf4j
public class CustomAuthenticationFailureHandler extends SimpleUrlAuthenticationFailureHandler {
@Autowired
private ObjectMapper objectMapper;
@Autowired
private SecurityProperties securityProperties;
private RedirectStrategy redirectStrategy = new DefaultRedirectStrategy();
@Override
public void onAuthenticationFailure(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,
AuthenticationException exception) throws IOException {
logger.info("登录失败");
if (StringUtils.isEmpty(securityProperties.getLogin().getLoginErrorUrl())){
response.setStatus(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR.value());
response.setContentType("application/json;charset=UTF-8");
response.getWriter().write(objectMapper.writeValueAsString(exception.getMessage()));
} else {
// 跳转设置的登陆失败页面
redirectStrategy.sendRedirect(request,response,securityProperties.getLogin().getLoginErrorUrl());
}
}
}
（三） 自定义的登陆页面
这里就不再描述，直接贴代码：
<meta charset="UTF-8">
<title>登录</title>
<h2>登录页面</h2>
<form action="/loginUp" method="post">
<table>
<tbody><tr>
<td>用户名:</td>
<td><input type="text" name="username"></td>
</tr>
<tr>
<td>密码:</td>
<td><input type="password" name="password"></td>
</tr>
<tr>
<td colspan="2"><input name="remember-me" type="checkbox" value="true">记住我</td>
</tr>
<tr>
<td colspan="2">
<button type="submit">登录</button>
</td>
</tr>
</tbody></table>
</form>
注意这里请求的地址是 loginProcessingUrl() 配置的地址
（四）测试验证
这里就不在贴结果图了，只要我们明白结果流程就行是这样的就可以： localhost:8080 ——> 点击 测试验证Security 权限控制 ————> 跳转到 我们自定义的 /loginUp.html 登录页,登录后 ————> 有配置loginSuccessUrl,则跳转到 loginSuccess.html;反之则直接跳转到 /get_user/test 接口返回结果。 整个流程就全面涉及到了我们自定义的登录页面、自定义的登录成功/失败处理器。
二、 RememberMe （记住我）功能解析
（一）RememberMe 功能实现配置
首先我们一股脑的将rememberMe配置加上，然后看下现象：
1、 创建 persistent_logins 表，用于存储token和用户的关联信息：
create table persistent_logins (username varchar(64) not null, series varchar(64) primary key, token varchar(64) not null, last_used timestamp not null);
2 、 添加rememberMe配置 信息
@Bean
public PersistentTokenRepository persistentTokenRepository(){
JdbcTokenRepositoryImpl tokenRepository = new JdbcTokenRepositoryImpl();
tokenRepository.setDataSource(dataSource);
// 如果token表不存在，使用下面语句可以初始化 persistent_logins（ddl在db目录下） 表；若存在，请注释掉这条语句，否则会报错。
//tokenRepository.setCreateTableOnStartup(true);
return tokenRepository;
}
@Override
protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
formAuthenticationConfig.configure(http);
http. ....
.and()
// 开启 记住我功能，意味着 RememberMeAuthenticationFilter 将会 从Cookie 中获取token信息
.rememberMe()
// 设置 tokenRepository ，这里默认使用 jdbcTokenRepositoryImpl，意味着我们将从数据库中读取token所代表的用户信息
.tokenRepository(persistentTokenRepository())
// 设置 userDetailsService , 和 认证过程的一样，RememberMe 有专门的 RememberMeAuthenticationProvider ,也就意味着需要 使用UserDetailsService 加载 UserDetails 信息
.userDetailsService(userDetailsService)
// 设置 rememberMe 的有效时间，这里通过 配置来设置
.tokenValiditySeconds(securityProperties.getLogin().getRememberMeSeconds())
.and()
.csrf().disable(); // 关闭csrf 跨站（域）攻击防控
}
这里解释下配置：
- rememberMe() 开启 记住我功能，意味着 RememberMeAuthenticationFilter 将会 从Cookie 中获取token信息
- tokenRepository() 配置 token的获取策略，这里配置成从数据库中读取
- userDetailsService() 配置 UserDetaisService (如果不熟悉该对象，建议回顾认证过程)
- tokenValiditySeconds() 设置 rememberMe 的有效时间，这里通过 配置来设置
另一个重要的配置在登录页面，这里的 必须是 name="remember-me" ，rememberMe就是通过验证这个配置来开启remermberMe功能的。
<input name="remember-me" type="checkbox" value="true">记住我
实操结果应该为：进入登陆页面 ——> 勾选记住我后登录 ——> 成功后，查看persistent_logins 表发现有一条数据——> 重启项目 ——> 重新访问需要登录才能访问的页面,发现无需登录即可访问——> 删除 persistent_logins 表数据，等待token设置的有效时间过期，然后重新刷新页面发现跳转到登陆页面。
（二） RembemberMe 实现源码解析
首先我们查看UsernamePasswordAuthenticationFiler(AbstractAuthenticationProcessingFilter) 的 successfulAuthentication() 方法内部源码：
protected void successfulAuthentication(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response, FilterChain chain, Authentication authResult)
throws IOException, ServletException {
// 1 设置 认证成功的Authentication对象到SecurityContext中
SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authResult);
// 2 调用 RememberMe 相关service处理
rememberMeServices.loginSuccess(request, response, authResult);
// Fire event
if (this.eventPublisher != null) {
eventPublisher.publishEvent(new InteractiveAuthenticationSuccessEvent(
authResult, this.getClass()));
}
//3 调用成功处理器
successHandler.onAuthenticationSuccess(request, response, authResult);
}
其中我们发现我们本次重点关注的一行代码： rememberMeServices.loginSuccess(request, response, authResult) , 查看这个方法内部源码：
@Override
public final void loginSuccess(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response, Authentication successfulAuthentication) {
// 这里就在判断用户是否勾选了记住我
if (!rememberMeRequested(request, parameter)) {
logger.debug("Remember-me login not requested.");
return;
}
onLoginSuccess(request, response, successfulAuthentication);
}
通过 rememberMeRequested() 判断是否勾选了记住我。 onLoginSuccess() 方法 最终会调用到 PersistentTokenBasedRememberMeServices 的 onLoginSuccess() 方法，贴出其方法源码如下：
protected void onLoginSuccess(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response, Authentication successfulAuthentication) {
// 1 获取账户名
String username = successfulAuthentication.getName();
// 2 创建 PersistentRememberMeToken 对象
PersistentRememberMeToken persistentToken = new PersistentRememberMeToken(
username, generateSeriesData(), generateTokenData(), new Date());
try {
// 3 通过 tokenRepository 存储 persistentRememberMeToken 信息
tokenRepository.createNewToken(persistentToken);
// 4 将 persistentRememberMeToken 信息添加到Cookie中
addCookie(persistentToken, request, response);
}
catch (Exception e) {
logger.error("Failed to save persistent token ", e);
}
}
分析下源码步骤：
- 获取 账户信息 username
- 传入 username 创建 PersistentRememberMeToken 对象
- 通过 tokenRepository 存储 persistentRememberMeToken信息
- 将 persistentRememberMeToken 信息添加到Cookie中
这里的 tokenRepository 就是我们配置 rememberMe功能所设置的。经过上面的解析我们看到了rememberServices 将 创建一个 token 信息，并存储到数据库（因为我们配置的是数据库存储方式 JdbcTokenRepositoryImpl ）中，并将token信息添加到Cookie中了。到这里，我们看到了RememberMe实现前的一些业务处理，那么后面如何实现RememberMe，我想大家心里大概都有个底了。这里直接抛出之前授权过程中我们没有提及到的 filter 类 RememberMeAuthenticationFilter，它是介于 UsernamePasswordAuthenticationFilter 和 AnonymousAuthenticationFilter 之间的一个filter，它主要负责的就是前面的filter都没有认证成功后从Cookie中获取token信息然后再通过tokenRepository 获取 登录用户名，然后UserDetailsServcie 加载 UserDetails 信息 ，最后创建 Authticaton（RememberMeAuthenticationToken） 信息再调用 AuthenticationManager.authenticate() 进行认证过程。
RememberMeAuthenticationFilter
我们来看下 RememberMeAuthenticationFilter 的dofiler方法源码：
public void doFilter(ServletRequest req, ServletResponse res, FilterChain chain)
throws IOException, ServletException {
HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) req;
HttpServletResponse response = (HttpServletResponse) res;
if (SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication() == null) {
// 1 调用 rememberMeServices.autoLogin() 获取Authtication 信息
Authentication rememberMeAuth = rememberMeServices.autoLogin(request,
response);
if (rememberMeAuth != null) {
// Attempt authenticaton via AuthenticationManager
try {
// 2 调用 authenticationManager.authenticate() 认证
rememberMeAuth = authenticationManager.authenticate(rememberMeAuth);
......
}
}
catch (AuthenticationException authenticationException) {
.....
}
chain.doFilter(request, response);
}
我们主要关注 rememberMeServices.autoLogin(request,response) 方法实现，查看器源码：
@Override
public final Authentication autoLogin(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response) {
// 1 从Cookie 中获取 token 信息
String rememberMeCookie = extractRememberMeCookie(request);
if (rememberMeCookie == null) {
return null;
}
if (rememberMeCookie.length() == 0) {
cancelCookie(request, response);
return null;
}
UserDetails user = null;
try {
// 2 解析 token信息
String[] cookieTokens = decodeCookie(rememberMeCookie);
// 3 通过 token 信息 生成 Uerdetails 信息
user = processAutoLoginCookie(cookieTokens, request, response);
userDetailsChecker.check(user);
logger.debug("Remember-me cookie accepted");
// 4 通过 UserDetails 信息创建 Authentication
return createSuccessfulAuthentication(request, user);
}
.....
}
内部实现步骤：
- 从Cookie中获取 token 信息并解析
- 通过 解析的token 生成 UserDetails （processAutoLoginCookie() 方法实现 ）
- 通过 UserDetails 生成 Authentication ( createSuccessfulAuthentication() 创建 RememberMeAuthenticationToken )
其中最关键的一部是 processAutoLoginCookie() 方法是如何生成UserDetails 对象的，我们查看这个方法源码实现：
protected UserDetails processAutoLoginCookie(String[] cookieTokens,
HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
final String presentedSeries = cookieTokens[0];
final String presentedToken = cookieTokens[1];
// 1 通过 tokenRepository 加载数据库token信息
PersistentRememberMeToken token = tokenRepository
.getTokenForSeries(presentedSeries);
PersistentRememberMeToken newToken = new PersistentRememberMeToken(
token.getUsername(), token.getSeries(), generateTokenData(), new Date());
// 2 判断 用户传入token和数据中的token是否一致，不一致可能存在安全问题
if (!presentedToken.equals(token.getTokenValue())) {
tokenRepository.removeUserTokens(token.getUsername());
throw new CookieTheftException(
messages.getMessage(
"PersistentTokenBasedRememberMeServices.cookieStolen",
"Invalid remember-me token (Series/token) mismatch. Implies previous cookie theft attack."));
}
try {
// 3 更新 token 并添加到Cookie中
tokenRepository.updateToken(newToken.getSeries(), newToken.getTokenValue(),
newToken.getDate());
addCookie(newToken, request, response);
}
catch (Exception e) {
throw new RememberMeAuthenticationException(
"Autologin failed due to data access problem");
}
// 4 通过 UserDetailsService().loadUserByUsername() 方法加载UserDetails 信息并返回
return getUserDetailsService().loadUserByUsername(token.getUsername());
}
我们看下其内部步骤：
- 通过 tokenRepository 加载数据库token信息
- 判断 用户传入token和数据中的token是否一致，不一致可能存在安全问题
- 更新 token 并添加到Cookie中
- 通过 UserDetailsService().loadUserByUsername() 方法加载UserDetails 信息并返回
看到这里相信大家以下就明白了，当初为啥在启用rememberMe功能时要配置 tokenRepository 和 UserDetailsService了。
这里我就不再演示整个实现的流程了，老规矩，上流程图：
本文介绍个性化认证和RememberMe的代码可以访问代码仓库中的 security 模块 ，项目的github 地址 : https://github.com/BUG9/spring-security
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