SpringSecurity认证过程是什么
这篇文章主要介绍“Spring Security认证过程是什么”,在日常操作中,相信很多人在Spring Security认证过程是什么问题上存在疑惑,小编查阅了各式资料,整理出简单好用的操作方法,希望对大家解答”Spring Security认证过程是什么”的疑惑有所帮助!接下来,请跟着小编一起来学习吧!
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一、@EnableGlobalAuthentication 配置 解析
还记得上一篇讲解授权过程中提到@EnableWebSecurity 引用了 WebSecurityConfiguration 配置类 和 @EnableGlobalAuthentication 注解吗? 当时只是讲解了下 WebSecurityConfiguration 配置类 ,这次该轮到 @EnableGlobalAuthentication 配置了。
查看 @EnableGlobalAuthentication 注解源码,我们可以看到其引用了AuthenticationConfiguration 配置类。其中有一个方法值得我们注意,那就是 getAuthenticationManager() (还记得授权过程中调用了 AuthenticationManager().authenticate() 进行认证么?), 我们来看下其源码内部大致逻辑:
public AuthenticationManager getAuthenticationManager() throws Exception { ...... // 1 调用 authenticationManagerBuilder 方法获取 authenticationManagerBuilder 对象,用于 build authenticationManager 对象 AuthenticationManagerBuilder authBuilder = authenticationManagerBuilder( this.objectPostProcessor, this.applicationContext); ..... // 2 build 方法调用同授权过程中的 webSecurity.build() 一样,都是通过父类 AbstractConfiguredSecurityBuilder.doBuild() 方法中的 performBuild() 方法进行 build, 只是这里不再是通过其子类 HttpSecurity.performBuild() ,而是通过 AuthenticationManagerBuilder.performBuild() authenticationManager = authBuilder.build(); ....... return authenticationManager; }
根据源码我们可以概括其逻辑分2部分:
> - 1、 通过调用 authenticationManagerBuilder() 方法获取 authenticationManagerBuilder 对象 > - 2、 调用authenticationManagerBuilder 对象的 build() 创建 authenticationManager 对象并返回
我们再详细看下这个build的过程,可以发现其 build 调用跟授权过程中build securityFilterChain 一样 都是通过 AbstractConfiguredSecurityBuilder.doBuild() 方法中的 performBuild() 进行构建, 不过这次不再是调用其子类 HttpSecurity.performBuild() 而是 AuthenticationManagerBuilder.performBuild() 。 我们来看下 AuthenticationManagerBuilder.performBuild() 方法内部实现:
protected ProviderManager performBuild() throws Exception { if (!isConfigured()) { logger.debug("No authenticationProviders and no parentAuthenticationManager defined. Returning null."); return null; } // 1 创建了一个包含 authenticationProviders 参数 的 ProviderManager 对象 ProviderManager providerManager = new ProviderManager(authenticationProviders, parentAuthenticationManager); if (eraseCredentials != null) { providerManager.setEraseCredentialsAfterAuthentication(eraseCredentials); } if (eventPublisher != null) { providerManager.setAuthenticationEventPublisher(eventPublisher); } providerManager = postProcess(providerManager); return providerManager; }
这里我们主要关注其内部 创建了一个包含 authenticationProviders参数 的 ProviderManager(ProviderManager 是 AuthenticationManager 的实现类)对象并返回。
回过头,我们来看下 AuthenticationManager 接口 源码:
public interface AuthenticationManager { // 认证接口 Authentication authenticate(Authentication authentication) throws AuthenticationException; }
可以看到,内部就只有一个我们在授权过程中提到过的 authenticate(),其接口接收一个 Authentication(这个对象我们也不陌生,之前授权过程中提到过的 UsernamePasswordAuthrnticationToken 等都是其实现子类) 对象作为参数。
至此认证的部分关键类或接口已经浮出水面了,它们分别是 AuthenticationManager 、ProviderManager、AuthenticationProvider、Authentication, 接下来我们就围绕这几个类或接口进行剖析。
二、AuthenticationManager
正如我们之前看到的一项,它是整个认证的入口,其定义的认证接口 authenticate() 接收一个 Authentication对象作为参数。AuthenticationManager它只是提供了一个认证接口方法,因为在实际使用中,我们不仅有账户密码的登录方式,还有短信验证码登录、邮箱登录等等,所以它本身不做任何认证,其具体做认证的是 ProviderManager子类,但正如我们说过的认证方式有很多,如果仅仅依靠 ProviderManager 本身来实现 authenticate() 接口,那我们要支持这么多认证方式不得写多少个 if 判断,而且以后如果我们想要支持指纹登录,那又不得不在这个方法内部加个if,这种不利于系统扩展的写法肯定是不可取的,所以 ProviderManager 本身会维护一个List<AuthenticationProvider>列表 ,用于存放多种认证方式,然后通过委托的方式,调用 AuthenticationProvider 来真正实现认证逻辑的 。 而 Authentication就是我们需要认证的信息(当然不仅仅只包括账户信息),通过authenticate() 接口认证成功后返回的 Authentication 就是一个被标识认证成功的对象 。 这里为什么要解释下 AuthenticationManager、ProviderManager、AuthenticationProvider 的关系,主要是一开始容易搞混它们,相信经过这样一段描述更容易理解了吧。。。
三、Authentication
如果 没有看过源码的同学可能会认为 Authentication 是一个类吧,可实际上它是一个 接口,其内部并未存在任何属性字段,它仅仅定义了和规范好了认证对象需要的接口方法,我们来看看其定义的接口方法有哪些,分别又什么作用:
public interface Authentication extends Principal, Serializable { // 1 获取权限信息(不能仅仅理解未角色权限,还有菜单权限等等),默认是GrantedAuthority接口的实现类 Collection getAuthorities(); // 2 获取用户密码信息 ,认证成功后会被删除掉 Object getCredentials(); // 3 主要存放访问着的ip等信息 Object getDetails(); // 4 重点!! 最重要的身份信息。 大部分情况下是 UserDetails 接口的实现 类,比如 我们 之前配置的 User 对象 Object getPrincipal(); // 5 是否认证(成功) boolean isAuthenticated(); // 6 设置认证标识 void setAuthenticated(boolean isAuthenticated) throws IllegalArgumentException; }
既然 Authentication 定义了这些接口方法,那么其子类实现肯定都按照这个标准或者称之为规范定制了实现,这里就不罗列出其子类的具体实现了,有兴趣的同学可以去看下 我们最常用的 UsernamePasswordAuthenticationToken 实现(包括其 父类 AbstractAuthenticationToken)
四、ProviderManager
它是 AuthenticationManager 的实现子类之一,也是我们最常用的一个实现。正如我们前面提到过的,其内部维护了 一个 List<AuthenticationProvider> 对象, 用于支持和扩展 多种形式的认证方式。我们来看下 其 实现 authenticate() 的源码:
public Authentication authenticate(Authentication authentication) throws AuthenticationException { ...... // 1 通过 getProviders() 方法获取到内部维护的 List对象 并 通过遍历的方式 去 认证,只要认证成功 就 break for (AuthenticationProvider provider : getProviders()) { // 2 正如前面看到的有 很多 AuthenticationProvider 实现,如果每次都是验证失败后再掉用下一个 AuthenticationProvider 这种实现是不是很不高效? 所以 这里通过 supports() 方法来验证是否可以使用 该 AuthenticationProvider 进行验证,不可以就直接换下一个 if (!provider.supports(toTest)) { continue; } try { // 3 重点,这里是 调用真实的认证方法 result = provider.authenticate(authentication); if (result != null) { copyDetails(authentication, result); break; } } catch (AccountStatusException e) { prepareException(e, authentication); throw e; } catch (InternalAuthenticationServiceException e) { prepareException(e, authentication); throw e; } catch (AuthenticationException e) { lastException = e; } } if (result == null && parent != null) { try { // 4 前面都认证不成功,调用父类(严格意思不是调用父类,而是其他的 AuthenticationManager 实现类)认证方法 result = parentResult = parent.authenticate(authentication); } catch (ProviderNotFoundException e) { } catch (AuthenticationException e) { lastException = parentException = e; } } if (result != null) { if (eraseCredentialsAfterAuthentication && (result instanceof CredentialsContainer)) { // 5 删除认证成功后的 密码信息,保证安全 ((CredentialsContainer) result).eraseCredentials(); } if (parentResult == null) { eventPublisher.publishAuthenticationSuccess(result); } return result; } if (lastException == null) { lastException = new ProviderNotFoundException(messages.getMessage( "ProviderManager.providerNotFound", new Object[] { toTest.getName() }, "No AuthenticationProvider found for {0}")); } if (parentException == null) { prepareException(lastException, authentication); } throw lastException; }
梳理下整个方法内部实现逻辑:
> - 通过 getProviders() 方法获取到内部维护的 List
五、AuthenticationProvider(DaoAuthenticationProvider)
正如我们想象的一样,AuthenticationProvider 是一个接口,本身定义了一个 和 AuthenticationManager 一样的 authenticate 认证接口方法,外加一个 supports() 用于 判别当前 Authentication 是否可以进行处理。
public interface AuthenticationProvider { // 定义认证接口方法 Authentication authenticate(Authentication authentication) throws AuthenticationException; // 定义判断是否可以认证处理的接口方法 boolean supports(Class authentication); }
这里我们就拿我们用得最多的一个 AuthenticationProvider 实现类 DaoAuthenticationProvider(注意,这里和UsernamePasswordAuthenticationFilter 类似,都是通过父类来实现接口,然后内部处理方法再调用 其 子类进行处理) 来看其内部 这2个抽象方法的实现:
supports 实现:
public boolean supports(Class authentication) { return (UsernamePasswordAuthenticationToken.class .isAssignableFrom(authentication)); }
可以看到仅仅只是判断当前的 authentication 是否为 UsernamePasswordAuthenticationToken(或其子类)
authrnticate 实现
// 1 注意这里的实现方法是 DaoAuthenticationProvider 的父类 AbstractUserDetailsAuthenticationProvider 实现的 public Authentication authenticate(Authentication authentication) throws AuthenticationException { // 2 从 authentication 中获取 用户名 String username = (authentication.getPrincipal() == null) ? "NONE_PROVIDED" : authentication.getName(); boolean cacheWasUsed = true; // 3 根据username 从缓存中获取 认证成功的 UserDetails 信息 UserDetails user = this.userCache.getUserFromCache(username); if (user == null) { cacheWasUsed = false; try { // 4 如果缓存中没有用户信息 需要 获取用户信息(由 DaoAuthenticationProvider 实现 ) user = retrieveUser(username, (UsernamePasswordAuthenticationToken) authentication); } catch (UsernameNotFoundException notFound) { ...... } } try { // 5 前置检查账户是否锁定,过期,冻结(由DefaultPreAuthenticationChecks类实现) preAuthenticationChecks.check(user); // 6 主要是验证 获取到的用户密码与传入的用户密码是否一致 additionalAuthenticationChecks(user, (UsernamePasswordAuthenticationToken) authentication); } catch (AuthenticationException exception) { // 这里官方发现缓存可能导致了某些问题,又重新去认证一次 if (cacheWasUsed) { // There was a problem, so try again after checking // we're using latest data (i.e. not from the cache) cacheWasUsed = false; user = retrieveUser(username, (UsernamePasswordAuthenticationToken) authentication); preAuthenticationChecks.check(user); additionalAuthenticationChecks(user, (UsernamePasswordAuthenticationToken) authentication); } else { throw exception; } } // 7 后置检查用户密码是否 过期 postAuthenticationChecks.check(user); // 8 验证成功后的用户信息存入缓存 if (!cacheWasUsed) { this.userCache.putUserInCache(user); } Object principalToReturn = user; if (forcePrincipalAsString) { principalToReturn = user.getUsername(); } // 9 重新创建一个 authenticated 为true (即认证成功)的 UsernamePasswordAuthenticationToken 对象并返回 return createSuccessAuthentication(principalToReturn, authentication, user); }
梳理下authenticate(这里的方法的实现是由 AbstractUserDetailsAuthenticationProvider 提供的)方法内部实现逻辑:
> - 从 入参 authentication 对象中获取到 username 信息 > - (这里忽略缓存的处理) 调用 retrieveUser() 方法(由 DaoAuthenticationProvider 实现)根据 username 获取到 系统(一般来说是从数据库中) 中获取到 UserDetails对象> - 通过 preAuthenticationChecks.check() 方法检测 当前获取到的 UserDetails是否过期、冻结、锁定(如果任意一个条件 为 true 将抛出 相应 的异常) > - 通过 additionalAuthenticationChecks() (由 DaoAuthenticationProvider 实现) 判断 密码是否一致> - 通过 postAuthenticationChecks.check() 检测 UserDetails的密码是否过期 > - 最后通过 createSuccessAuthentication() 重新创建一个 authenticated 为true (即认证成功)的 UsernamePasswordAuthenticationToken 对象并返回
虽然我们知道其验证逻辑, 但其内部很多方法我们不清楚其内部实现,以及这里新增的一个 关键认证类 UserDetails是怎么设计的,如何验证其是否过期等等。
六、 UserDetailsService 和 UserDetails
继续深入看下 retrieveUser() 方法,首先我们注意到其返回对象是一个 UserDetails,那么我们先从 UserDetails 入手。
UserDetails:
我们先来看下 UserDetails 源码:
public interface UserDetails extends Serializable { // 1 与 Authentication 的 一样,都是获取 权限信息 Collection getAuthorities(); // 2 获取用户正确的密码 String getPassword(); // 3 获取账户名 String getUsername(); // 4 账户是否过期 boolean isAccountNonExpired(); // 5 账户是否锁定 boolean isAccountNonLocked(); // 6 密码是否过期 boolean isCredentialsNonExpired(); // 7 账户是否冻结 boolean isEnabled(); }
从上面的 4,5,6,7 接口我们就能够知道 preAuthenticationChecks.check() 和 postAuthenticationChecks.check() 是如何检测的了,这里2个方法的检测细节就不再深究了,有兴趣的同学可以看看源码,我们只要知道检测失败会抛出异常就行了。
咋呼一看,这个UserDetails 和 Authentication 很相似,其实它们之间还真有关系,在createSuccessAuthentication() 传教Authentication 对象时,它的authorities 就是UserDetails 传入的。
UserDetailsService:
retrieveUser() 方法是系统通过传入的账户名获取对应的账户信息的唯一方法,我们来看下其内部源码逻辑:
protected final UserDetails retrieveUser(String username, UsernamePasswordAuthenticationToken authentication) throws AuthenticationException { prepareTimingAttackProtection(); try { // 通过 UserDetailsService 的loadUserByUsername 方法 获取用户信息 UserDetails loadedUser = this.getUserDetailsService().loadUserByUsername(username); if (loadedUser == null) { throw new InternalAuthenticationServiceException( "UserDetailsService returned null, which is an interface contract violation"); } return loadedUser; } catch (UsernameNotFoundException ex) { ...... } }
相信看到这里,一切都关联上了,这里的 UserDetailsService.loadUserByUsername() 就是我们在 上一篇 授权过程中 我们自己实现的。 这里就不再 贴出UserDetailsService 源码了。
还有additionalAuthenticationChecks() 密码验证没有讲到,这里简单提下,其内部就是通过 PasswordEncoder.matches() 方法进行密码匹配的。不过这里要注意一下,这里的 PasswordEncoder 在 Security 5 开始默认 替换成了 DelegatingPasswordEncoder 这里也是和我们之前 讨论 loadUserByUsername 方法内部创建User (UserDeatails 实现类之一)是一定要用到 PasswordEncoderFactories.createDelegatingPasswordEncoder().encode() 加密是相应的。
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