Spring Security OAuth2.0认证授权

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Spring Security OAuth2.0认证授权相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

文章目录


什么是认证、授权、会话。

Java Servlet为支持http会话做了哪些事儿。

基于session认证机制的运作流程。

基于token认证机制的运作流程。

理解Spring Security的工作原理，Spring Security结构总览，认证流程和授权，中间涉及到哪些组件，这些组件分

别处理什么，如何自定义这些组件满足个性需求。

OAuth2.0认证的四种模式？它们的大体流程是什么？

Spring cloud Security OAuth2包括哪些组件？职责？

分布式系统认证需要解决的问题？

代码参考：ahcfl_leon/work-study

1、基本概念

1.1.什么是认证

系统为什么要认证？

认证是为了保护系统的隐私数据与资源，用户的身份合法方可访问该系统的资源。

认证 ：用户认证就是判断一个用户的身份是否合法的过程，用户去访问系统资源时系统要求验证用户的身份信 息，身份合法方可继续访问，不合法则拒绝访问。常见的用户身份认证方式有：用户名密码登录，二维码登录，手 机短信登录，指纹认证等方式。

1.2 什么是会话

用户认证通过后，为了避免用户的每次操作都进行认证可将用户的信息保证在会话中。会话就是系统为了保持当前 用户的登录状态所提供的机制，常见的有基于session方式、基于token方式等。

1）基于session的认证方式如下图：

它的交互流程是，用户认证成功后，在服务端生成用户相关的数据保存在session(当前会话)中，发给客户端的 sesssion_id 存放到 cookie 中，这样用户客户端请求时带上 session_id 就可以验证服务器端是否存在 session 数据，以此完成用户的合法校验，当用户退出系统或session过期销毁时,客户端的session_id也就无效了。

2）基于token方式如下图：

它的交互流程是，用户认证成功后，服务端生成一个token发给客户端，客户端可以放到 cookie 或 localStorage 等存储中，每次请求时带上 token，服务端收到token通过验证后即可确认用户身份。

总结：

基于session的认证方式由Servlet规范定制，服务端要存储session信息需要占用内存资源，客户端需要支持 cookie；

基于token的方式则一般不需要服务端存储token，并且不限制客户端的存储方式。如今移动互联网时代 更多类型的客户端需要接入系统，系统多是采用前后端分离的架构进行实现，所以基于token的方式更适合。

1.3什么是授权

微信来举例，微信登录成功后用户即可使用微信的功能，比如，发红包、发朋友圈、添加好友等，没有绑定 银行卡的用户是无法发送红包的，绑定银行卡的用户才可以发红包，发红包功能、发朋友圈功能都是微信的资源即 功能资源，用户拥有发红包功能的权限才可以正常使用发送红包功能，拥有发朋友圈功能的权限才可以使用发朋友 圈功能，这个根据用户的权限来控制用户使用资源的过程就是授权。

为什么要授权？

认证是为了保证用户身份的合法性，授权则是为了更细粒度的对隐私数据进行划分，授权是在认证通过后发生的， 控制不同的用户能够访问不同的资源。

授权：

授权是用户认证通过根据用户的权限来控制用户访问资源的过程，拥有资源的访问权限则正常访问，没有权限则拒绝访问。

1.4授权的数据模型

如何进行授权即如何对用户访问资源进行控制，首先需要学习授权相关的数据模型。

授权可简单理解为Who对What(which)进行How操作，包括如下：

Who，即主体（Subject），主体一般是指用户，也可以是程序，需要访问系统中的资源。

What，即资源 （Resource），如系统菜单、页面、按钮、代码方法、系统商品信息、系统订单信息等。系统菜单、页面、按钮、代码方法都属于系统功能资源，对于web系统每个功能资源通常对应一个URL；系统商品信息、系统订单信息都属于实体资源（数据资源），实体资源由资源类型和资源实例组成，比如商品信息为资源类型，商品编号 为001的商品为资源实例。

How，权限/许可（Permission），规定了用户对资源的操作许可，权限离开资源没有意义， 如用户查询权限、用户添加权限、某个代码方法的调用权限、编号为001的用户的修改权限等，通过权限可知用户 对哪些资源都有哪些操作许可。

主体、资源、权限相关的数据模型如下：

主体（用户id、账号、密码、…）

资源（资源id、资源名称、访问地址、…）

权限（权限id、权限标识、权限名称、资源id、…）

角色（角色id、角色名称、…）

角色和权限关系（角色id、权限id、…）

主体（用户）和角色关系（用户id、角色id、…）

主体（用户）、资源、权限关系如下图：

通常企业开发中将资源和权限表合并为一张权限表，如下：

资源（资源id、资源名称、访问地址、…）

权限（权限id、权限标识、权限名称、资源id、…）

合并为：

权限（权限id、权限标识、权限名称、资源名称、资源访问地址、…）

修改后数据模型之间的关系如下图：

1.4 RBAC

如何实现授权？业界通常基于RBAC实现授权。

1.4.1 基于角色的访问控制

RBAC基于角色的访问控制（Role-Based Access Control）是按角色进行授权，比如：主体的角色为总经理可以查 询企业运营报表，查询员工工资信息等，访问控制流程如下：

根据上边的例子发现，当需要修改角色的权限时就需要修改授权的相关代码，系统可扩展性差。

1.4.2 基于资源的访问控制

RBAC基于资源的访问控制（Resource-Based Access Control）是按资源（或权限）进行授权，比如：用户必须 具有查询工资权限才可以查询员工工资信息等，访问控制流程如下：

优点：系统设计时定义好查询工资的权限标识，即使查询工资所需要的角色变化为总经理和部门经理也不需要修改

授权代码，系统可扩展性强。

2、基于Session的认证方式

认证流程

基于Session认证方式的流程是，用户认证成功后，在服务端生成用户相关的数据保存在session(当前会话)，而发 给客户端的 sesssion_id 存放到 cookie 中，这样用客户端请求时带上 session_id 就可以验证服务器端是否存在 session 数据，以此完成用户的合法校验。当用户退出系统或session过期销毁时,客户端的session_id也就无效了。

基于Session的认证机制由Servlet规范定制，Servlet容器已实现，用户通过HttpSession的操作方法即可实现，如 下是HttpSession相关的操作API。

3、整合案例

3.1 SpringMVC+Servlet3.0模拟认证、会话、授权

3.1.1引入依赖

1、由于是web工程，packaging设置为war

2、使用tomcat7-maven-plugin插件来运行工程

  <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-webmvc</artifactId>
            <version>5.1.5.RELEASE</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>javax.servlet</groupId>
            <artifactId>javax.servlet-api</artifactId>
            <version>3.0.1</version>
            <scope>provided</scope>
        </dependency>
      
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <version>1.18.8</version>
        </dependency>
    </dependencies>

3.1.2 Spring 容器配置ApplicationConfig

在confifig包下定义ApplicationConfig.java，它对应web.xml中ContextLoaderListener的配置

@Configuration //相当于applicationContext.xml
@ComponentScan(basePackages = "com.cfl"
            ,excludeFilters = @ComponentScan.Filter(type = FilterType.ANNOTATION,value = Controller.class))
public class ApplicationConfig 
    //在此配置  除了Controller的其它bean，比如：数据库链接池、事务管理器、业务bean等。

3.1.3 servletContext配置 WebConfig

本案例采用Servlet3.0无web.xml方式，的confifig包下定义WebConfifig.java，它对应s对应于DispatcherServlet配置。

@Configuration  //就相当于springmvc.xml文件
@EnableWebMvc
@ComponentScan(basePackages = "com.cfl"
        ,includeFilters = @ComponentScan.Filter(type = FilterType.ANNOTATION,value = Controller.class))
public class WebConfig implements WebMvcConfigurer 
    
    //视频解析器
    @Bean
    public InternalResourceViewResolver viewResolver()
        InternalResourceViewResolver viewResolver = new InternalResourceViewResolver();
        viewResolver.setPrefix("/WEB-INF/view/");
        viewResolver.setSuffix(".jsp");
        return viewResolver;

3.1.4 加载 Spring容器SpringApplicationInitializer

在init包下定义Spring容器初始化类SpringApplicationInitializer，此类实现WebApplicationInitializer接口， Spring容器启动时加载WebApplicationInitializer接口的所有实现类。

public class SpringApplicationInitializer extends AbstractAnnotationConfigDispatcherServletInitializer 

    //spring容器，相当于加载 applicationContext.xml
    @Override
    protected Class<?>[] getRootConfigClasses() 
        return new Class[]ApplicationConfig.class, WebSecurityConfig.class;
    

    //servletContext，相当于加载springmvc.xml
    @Override
    protected Class<?>[] getServletConfigClasses() 
        return new Class[]WebConfig.class;
    

    //url-mapping
    @Override
    protected String[] getServletMappings() 
        return new String[]"/";

SpringApplicationInitializer相当于web.xml，使用了servlet3.0开发则不需要再定义web.xml， ApplicationConfifig.class对应以下配置的application-context.xml，WebConfifig.class对应以下配置的spring- mvc.xml，web.xml的内容参考：

<web‐app>
    <listener>
    <listener‐class>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listener‐class>
    </listener>
    
    <context‐param> 
        <param‐name>contextConfigLocation</param‐name> 
        <param‐value>/WEB‐INF/application‐context.xml</param‐value> 
    </context‐param> 
    
    <servlet>
        <servlet‐name>springmvc</servlet‐name> 
        <servlet‐class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet‐class> 
        <init‐param> 
            <param‐name>contextConfigLocation</param‐name>
            <param‐value>/WEB‐INF/spring‐mvc.xml</param‐value>
        </init‐param> 
        <load‐on‐startup>1</load‐on‐startup> 
    </servlet> 
    
    <servlet‐mapping> 
        <servlet‐name>springmvc</servlet‐name> 
        <url‐pattern>/</url‐pattern> 
    </servlet‐mapping> 
    
</web‐app>

3.1.5实现认证功能

在WebConfifig中新增如下配置，将/直接导向login.jsp页面：

    @Override  // 视图控制器
    public void addViewControllers(ViewControllerRegistry registry) 
        registry.addViewController("/").setViewName("login");

认证接口

用户进入认证页面，输入账号和密码，点击登录，请求/login进行身份认证。

（1）定义认证接口，此接口用于对传来的用户名、密码校验，若成功则返回该用户的详细信息，否则抛出错误异常：

认证服务：
public interface AuthenticationService 

    /**
     * 用户认证
     * @param authenticationRequest 用户认证请求，账号和密码
     * @return 认证成功的用户信息
     */
    UserDto authentication(AuthenticationRequest authenticationRequest);


认证请求结构：
@Data
public class AuthenticationRequest 
    //认证请求参数，账号、密码。。
    /**
     * 用户名
     */
    private String username;

    /**
     * 密码
     */
    private String password;



认证成功后返回的用户详细信息，也就是当前登录用户的信息：
@Data
@AllArgsConstructor
public class UserDto 
    public static final String SESSION_USER_KEY = "_user";
    //用户身份信息
    private String id;
    private String username;
    private String password;
    private String fullname;
    private String mobile;
    /**
     * 用户权限
     */
    private Set<String> authorities;

（2）认证实现类，根据用户名查找用户信息，并校验密码，这里模拟了两个用户：

package com.cfl.service;


import com.cfl.model.AuthenticationRequest;
import com.cfl.model.UserDto;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.util.StringUtils;

import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

/**
 * @author Administrator
 * @version 1.0
 **/
@Service
public class AuthenticationServiceImpl implements  AuthenticationService
    /**
     * 用户认证，校验用户身份信息是否合法
     *
     * @param authenticationRequest 用户认证请求，账号和密码
     * @return 认证成功的用户信息
     */
    @Override
    public UserDto authentication(AuthenticationRequest authenticationRequest) 
        //校验参数是否为空
        if(authenticationRequest == null
            || StringUtils.isEmpty(authenticationRequest.getUsername())
            || StringUtils.isEmpty(authenticationRequest.getPassword()))
            throw new RuntimeException("账号和密码为空");
        
        //根据账号去查询数据库,这里测试程序采用模拟方法
        UserDto user = getUserDto(authenticationRequest.getUsername());
        //判断用户是否为空
        if(user == null)
            throw new RuntimeException("查询不到该用户");
        
        //校验密码
        if(!authenticationRequest.getPassword().equals(user.getPassword()))
            throw new RuntimeException("账号或密码错误");
        
        //认证通过，返回用户身份信息
        return user;
    


    //根据账号查询用户信息
    private UserDto getUserDto(String userName)
        return userMap.get(userName);
    

    //用户信息
    private Map<String,UserDto> userMap = new HashMap<>();

    
        Set<String> authorities1 = new HashSet<>();
        authorities1.add("p1");//这个p1我们人为让它和/r/r1对应
        Set<String> authorities2 = new HashSet<>();
        authorities2.add("p2");//这个p2我们人为让它和/r/r2对应
        userMap.put("zhangsan",new UserDto("1010","zhangsan","123","张三","133443",authorities1));
        userMap.put("lisi",new UserDto("1011","lisi","456","李四","144553",authorities2));

（3）登录Controller，对/login请求处理，它调用AuthenticationService完成认证并返回登录结果提示信息：

@RestController
public class LoginController 

    @Autowired
    AuthenticationService authenticationService;

    @RequestMapping(value = "/login",produces = "text/plain;charset=utf-8")
    public String login(AuthenticationRequest authenticationRequest, HttpSession session)
        
        UserDetails userDetails = authenticationService.authentication(authenticationRequest);    
        return    userDetails.getFullname() + " 登录成功";

启动项目，访问路径地址，进行测试

3.1.6实现会话功能

会话是指用户登入系统后，系统会记住该用户的登录状态，他可以在系统连续操作直到退出系统的过程。

认证的目的是对系统资源的保护，每次对资源的访问，系统必须得知道是谁在访问资源，才能对该请求进行合法性 拦截。因此，在认证成功后，一般会把认证成功的用户信息放入Session中，在后续的请求中，系统能够从Session 中获取到当前用户，用这样的方式来实现会话机制。

增加会话控制 ：首先在UserDto中定义一个SESSION_USER_KEY，作为Session中存放登录用户信息的key。

public static final String SESSION_USER_KEY = "_user";

然后修改LoginController，认证成功后，将用户信息放入当前会话。并增加用户登出方法，登出时将session置为失效。

   @RequestMapping(value = "/login",produces = "text/plain;charset=utf-8")
    public String login(AuthenticationRequest authenticationRequest, HttpSession session)
        UserDto userDto = authenticationService.authentication(authenticationRequest);
        //存入session
        session.setAttribute(UserDto.SESSION_USER_KEY,userDto);
        return userDto.getUsername() +"登录成功";
    

    @GetMapping(value = "/logout",produces = "text/plain;charset=UTF-8")
    public String logout(HttpSession session)
        session.invalidate();
        return "退出成功";

启动项目，访问路径地址，进行测试

3.1.7实现授权功能

现在我们已经完成了用户身份凭证的校验以及登录的状态保持，并且我们也知道了如何获取当前登录用户(从 Session中获取)的信息，接下来，用户访问系统需要经过授权，即需要完成如下功能：

匿名用户（未登录用户）访问拦截：禁止匿名用户访问某些资源。

登录用户访问拦截：根据用户的权限决定是否能访问某些资源。

（1）增加权限数据

为了实现这样的功能，我们需要在UserDto里增加权限属性，用于表示该登录用户所拥有的权限，同时修改UserDto的构造方法。

并在AuthenticationServiceImpl中为模拟用户初始化权限，其中张三给了p1权限，李四给了p2权限。

（2）增加测试资源

我们想实现针对不同的用户能访问不同的资源，前提是得有多个资源，因此在LoginController中增加测试资源2。

如上代码所示

（3）实现授权拦截器

在interceptor包下定义SimpleAuthenticationInterceptor拦截器，实现授权拦截：

1、校验用户是否登录

2、校验用户是否拥有操作权限

@Component
public class SimpleAuthenticationInterceptor implements HandlerInterceptor 

    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception 
        Object o = request.getSession().getAttribute(UserDto.SESSION_USER_KEY);
        if (Objects.isNull(o)) 
            writeContent(response,"请登录");
        

        UserDto userDto = (UserDto) o;
        String requestURI = request.getRequestURI();
        if( userDto.getAuthorities().contains("p1") && requestURI.contains("/r/r1"以上是关于Spring Security OAuth2.0认证授权的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
 

 OAuth2.0学习（4-99）Spring Security OAuth2.0 开发指南


 spring security oauth2.0 实现


 使用 oAuth2.0 和表单登录的 Spring Security


 妹子始终没搞懂OAuth2.0，今天整合Spring Cloud Security 一次说明白！


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 spring security oauth2.0 实现