基础篇之概述及入门案例

Cactus li2024年4月11日...大约 6 分钟

1. 简介

本系列基于最新Spring Boot 3.x + Spring Security 6.x版本，由浅入深，从实战到源码分析，详细讲解各种 Spring Security 的使用技巧，适用于初学和进阶使用者。

本系列学习路线：

2. 安全框架

在 Java 生态中，目前有 Spring Security 和 Apache Shiro 两个安全框架，可以完成认证和授权的功能。本文主要是针对 Spring Security 进行详解。

Spring Security
Spring Security是一个强大而全面的身份验证和访问控制框架，构建在Spring框架之上。它提供了全面的安全性服务，支持在应用程序中进行身份验证、授权和保护，同时还包括对常见安全攻击的防护机制。Spring Security是一个高度可定制的框架，可以轻松地集成到Spring应用程序中。
关键特点和功能：
- 综合性安全性： 提供细粒度的身份验证和授权控制。
- 可扩展性： 易于集成到Spring框架中，同时支持自定义扩展。
- 集成性： 能够与Spring框架和其他Spring项目（如Spring Boot）无缝集成。
官方网站： Spring Security
GitHub地址： GitHub地址
Apache Shiro
官方术语介绍： Apache Shiro是一个功能强大且易于使用的Java安全框架，提供了身份验证、授权、会话管理和密码服务等核心安全功能。Shiro的设计目标是简化安全性的实现，并提供开发人员友好的API，以便轻松地将安全性集成到任何应用程序中。
关键特点和功能：
- 简单易用： 提供直观的API和清晰的安全性概念。
- 综合性： 提供全面的身份验证、授权、会话管理和密码服务。
- 无依赖性： 可以独立使用，不依赖其他框架。
官方网站： Apache Shiro

在所有开发的系统中，确保系统安全性的基本要求是进行认证（authentication）和授权（authorization）。

认证（Authentication）： 认证是确认用户身份的过程。通过认证，系统可以验证用户是谁，以确保他们声称的身份是有效的。常见的认证方式包括用户名和密码、令牌、生物识别（指纹、面部识别等）等。认证通常在用户登录系统时进行，一旦用户成功通过认证，系统就会颁发一个用于识别该用户的凭证，该凭证通常被称为身份令牌。
授权（Authorization）： 授权是确定用户是否有权进行某些操作或访问特定资源的过程。认证成功后，系统需要检查用户的权限，并根据其权限级别来决定是否允许执行特定的操作。授权确保用户只能访问他们被授予权限的资源。授权通常通过角色（Roles）或权限（Permissions）的概念来实现，用户被分配到不同的角色或权限组中，以确定其在系统中的权限范围。

在现代应用程序中，常见的安全实践包括使用安全协议（如OAuth、OpenID Connect）、多因素身份验证（MFA）、密钥管理、会话管理等来增强认证和授权的安全性。这些安全机制帮助确保只有合法用户能够访问系统，并且他们只能进行被授权的操作。

认证 (authentication) 和授权 (authorization) 的区别
以前一直分不清 authentication 和 authorization，其实很简单，举个例子来说：
你要登机，你需要出示你的 passport 和 ticket，passport 是为了证明你张三确实是你张三，这就是 authentication；而机票是为了证明你张三确实买了票可以上飞机，这就是 authorization。
在 computer science 领域再举个例子：
你要登陆论坛，输入用户名张三，密码1234，密码正确，证明你张三确实是张三，这就是 authentication；再一check用户张三是个版主，所以有权限加精删别人帖，这就是 authorization。

3. 入门案例

示例代码对应仓库：

3.1 引入依赖项

在 pom.xml 文件中，引入spring-boot-starter-security、spring-boot-starter-web 依赖。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>3.1.6</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>

    <artifactId>cactus-01-springsecurity-demo</artifactId>
    <dependencies>
        <!-- 进行 Spring MVC 的自动化配置 -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
    
        <!-- 进行 Spring Security 的自动化配置 -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>

</project>

具体每个依赖项的作用，可以自己认真看下项目中添加的注释。

3.2 启动主程序 SecurityApplication

创建 SecurityApplication.java 类，配置 @SpringBootApplication 注解即可。代码如下：

@SpringBootApplication
public class SecurityApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SecurityApplication.class, args);
    }

}

3.3 在 resources 下新建配置文件

在 application.yml 中，添加 Spring Security 配置，如下：

server:
  # 服务端口
  port: 8888
spring:
  # Spring Security 配置项，对应 SecurityProperties 配置类
  security:
    # 配置默认的 InMemoryUserDetailsManager 的用户账号与密码。
    user:
      name: user # 账号
      password: user # 密码
      roles: ADMIN # 拥有角色

在 spring.security 配置项，设置 Spring Security 的配置，对应 SecurityProperties 配置类。

默认情况下，Spring Boot UserDetailsServiceAutoConfiguration 自动化配置类，会创建一个内存级别的 InMemoryUserDetailsManager Bean 对象，提供认证的用户信息。

这里，我们添加了 spring.security.user 配置项，UserDetailsServiceAutoConfiguration 会基于配置的信息创建一个用户 User 在内存中。

如果，我们未添加 spring.security.user 配置项，UserDetailsServiceAutoConfiguration 会自动创建一个用户名为 "user" ，密码为 UUID 随机的用户 User 在内存中。

3.4 新建 AdminController

在 cn.cactus.boot.springsecurity.controller.AdminController 包下，创建 AdminController 类，提供测试 API 接口。代码如下：

/**
 * Package: cn.cactus.boot.security.controller
 * Description:
 *
 * @Author 仙人球⁶ᴳ | 微信：Cactusesli
 * @Date 2023/12/15 14:36
 * @Github https://github.com/lixuanfengs
 */
@RestController
@RequestMapping("/admin")
public class AdminController {

    @GetMapping("/testString")
    public String testString() {
        return "♥访问成功♥";
    }

}