【转】Spring_Security_3应用的11个步骤

1.Spring Security

11个步骤为应用程序添加安全防护

2. 历史与现状
自2003年出现的Spring扩展插件Acegi Security发展而来。
目前最新 版本为3.x，已成为Spring的一部分。
为J2EE企业应用程序提供可靠的安全性服务。

3.Authentication vs. Authorization
区分概念验证与授权
验证
这 个用户是谁？
用户身份可靠吗？
授权
某用户A是否可以访问资源R
某用户A是否可以执行M操作
某用户A是否可以对资 源R执行M操作

4.SS中的验证特点
支持多种验证方式
支持多种加密格式
支持组件的扩展和替换
可以本地化 输出信息

5.SS中的授权特点
支持多种仲裁方式
支持组件的扩展和替换
支持对页面访问、方法访问、对象访问 的授权。

6.SS核心安全实现
Web安全
通过配置Servlet Filter激活SS中的过滤器链
实现 Session一致性验证
实现免登陆验证（Remember-Me验证）
提供一系列标签库进行页面元素的安全控制
方法安全
通 过AOP模式实现安全代理
Web安全与方法安全均可以使用表达式语言定义访问规则

7.配置SS
配置Web.xml，应用安全过滤器
配置Spring，验证与授权部分
在web页面 中获取用户身份
在web页面中应用安全标签库

实现方法级安全

8.配置web.xml

<filter>   
<filter-name>springSecurityFilterChain</filter-name>   
<filter-class>org.springframework.web.filter.DelegatingFilterProxy</filter-class>   
</filter>   
<filter-mapping>   
<filter-name>springSecurityFilterChain</filter-name>   
<url-pattern>/*</url-pattern>   
</filter-mapping>   
<context-param>   
<param-name>contextConfigLocation</param-name>   
<param-value>classpath:spring.xml</param-value>   
</context-param>   
<listener>   
<listener-class>   
org.springframework.web.context.ContextLoaderListener   
</listener-class>   
</listener>   

9.Spring配置文件中设置命名空间

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>   
<beans:beansxmlns="http://www.springframework.org/schema/security"   
xmlns:beans="http://www.springframework.org/schema/beans" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"   
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans   
http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd   
http://www.springframework.org/schema/security   
http://www.springframework.org/schema/security/spring-security-3.0.xsd">   
</beans:beans> 

10.配置最基本的验证与授权

<http auto-config="true">   
<intercept-url pattern="/**" access="ROLE_USER" />   
</http>   
<authentication-manager>   
<authentication-provider>   
<user-service>   
<user name="tom" password="123" authorities="ROLE_USER, ROLE_A" />   
<user name="jerry" password="123" authorities="ROLE_USER, ROLE_B" />   
</user-service>   
</authentication-provider>   
</authentication-manager> 

 

11.通过数据库验证用户身份

<authentication-manager>   
<authentication-provider>   
<password-encoder hash=“md5”/>   
<jdbc-user-service data-source-ref="dataSource"/>   
</authentication-provider>   
</authentication-manager>

数据表结构见SS说明手册附录A

12.完善web页面验证规则

<http auto-config="true">   
<intercept-url pattern="/js/**" filters="none"/>   
<intercept-url pattern="/css/**" filters="none"/>   
<intercept-url pattern="/images/**" filters="none"/>   
<intercept-url pattern="/a.jsp" access="ROLE_A" />   
<intercept-url pattern="/b.jsp" access="ROLE_B" />   
<intercept-url pattern="/c.jsp" access="ROLE_A, ROLE_B" />   
<intercept-url pattern="/**" access="ROLE_USER" />   
</http> 

 

13.自定义验证配置

<!-- 指 定登陆页面、成功页面、失败页面-->   
<form-login login-page="/login.jsp" default-target-url="/index.jsp" authentication-failure-url="/login.jsp" />   
<!-- 尝 试访问没有权限的页面时跳转的页面 -->   
<access-denied-handler error-page="/accessDenied.jsp"/>   
<!-- 使 用记住用户名、密码功能，指定数据源和加密的key -->   
<remember-me data-source-ref="dataSource" />   
<!-- logout 页面，logout后清除session -->   
<logout invalidate-session="true" logout-success-url="/login.jsp" />   
<!-- session 失 效后跳转的页面，最大登陆次数 -->   
<session-management invalid-session-url="/sessionTimeout.htm">   
<concurrency-control max-sessions="1" expired-url="/sessionTimeout.htm" />   
</session-management>   
</http> 

 

可以使用SS自带的登陆页面作为login.jsp的模板 

14.本地化消息输出
拷贝本地化资源文件后，在配置文件中加载该文件：

<!-- 加载错误信息资源文件 -->   
<beans:bean id="messageSource"    
class="org.springframework.context.support.ReloadableResourceBundleMessageSource">   
<beans:property name="basename" value="classpath:messages"/>   
</beans:bean>

  

资 源文件在SS核心包：spring-security-core-3.0.2.RELEASE.jar的orgspringframeworksecurity目录 中

15.在web页面中获取用户信息
方式 一：Java代码  

Authentication auth = SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication();   
Collection<GrantedAuthority> col = auth.getAuthorities();  

方 式二：标签库  

<%@ taglib prefix="sec" uri="http://www.springframework.org/security/tags" %>   
<sec:authentication property="name“/>   
<sec:authentication property="authorities“/>

16.在web页面进行元素安全控制
方式一  

<sec:authorizeifAnyGranted="ROLE_A">   
    <a href="a.jsp">你可以访问a.jsp</a>   
</sec:authorize>   
<sec:authorizeifNotGranted="ROLE_A">   
   你不可以访问a.jsp   
</sec:authorize>   

方式二  

<sec:authorizeurl="/a.jsp">   
  <a href="a.jsp">你可以访问a.jsp</a>   
</sec:authorize> 

 

17.全局方法安全控制

<global-method-security pre-post-annotations="enabled">   
<protect-pointcut expression="execution(* com.xasxt.*Service.add*(..))" access="ROLE_A"/>   
<protect-pointcut expression="execution(* com.xasxt.*Service.delete*(..))" access="ROLE_B"/>   
</global-method-security> 

此 处使用了AspectJ中常用的切入点表达式（百度：AspectJ execution）

18.使用注解进行方法安全控制

public class DemoService {   
@PreAuthorize("hasRole('ROLE_A')")   
public void methodA() {   
}   
@PreAuthorize("hasAnyRole('ROLE_A, ROLE_B')")   
public void methodB() {   
}   
}  

hasRole 与hasAnyRole为SS通用内置表达式（google : spring security Common Built- In Expressions）  

下一步做什么？？？
采用更安全的验证方式
采用安全的数据传输方式
实现动态授权
自 定义验证与授权部件
实现数据级安全

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Spring Security 3.x 出来一段时间了，跟Acegi是大不同了，与2.x的版本也有一些小小的区别，网上有一些文档，也有人翻译Spring Security 3.x的guide，但通过阅读guide，无法马上就能很容易的实现一个完整的实例。

我花了点儿时间，根据以前的实战经验，整理了一份完整的入门教程，供需要的朋友们参考。

1，建一个web project，并导入所有需要的lib，这步就不多讲了。

2，配置web.xml，使用Spring的机制装载：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
 <web-app version="2.4" xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/j2ee"
     xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
     xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/j2ee 
     http://java.sun.com/xml/ns/j2ee/web-app_2_4.xsd">
     <context-param>
         <param-name>contextConfigLocation</param-name>
         <param-value>classpath:applicationContext*.xml</param-value>
     </context-param>
 
     <listener>
         <listener-class>
             org.springframework.web.context.ContextLoaderListener
         </listener-class>
     </listener>
 
     <filter>
         <filter-name>springSecurityFilterChain</filter-name>
         <filter-class>
             org.springframework.web.filter.DelegatingFilterProxy
         </filter-class>
     </filter>
     <filter-mapping>
         <filter-name>springSecurityFilterChain</filter-name>
         <url-pattern>/*</url-pattern>
     </filter-mapping>
 
 
     <welcome-file-list>
         <welcome-file>login.jsp</welcome-file>
     </welcome-file-list>
 </web-app>

这个文件中的内容我相信大家都很熟悉了，不再多说了。

来看看applicationContext-security.xml这个配置文件，关于Spring Security的配置均在其中：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
 <beans:beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/security"
     xmlns:beans="http://www.springframework.org/schema/beans"
     xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
     xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
            http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd
            http://www.springframework.org/schema/security
            http://www.springframework.org/schema/security/spring-security-3.0.xsd">
 
     <http access-denied-page="/403.jsp"><!-- 当访问被拒绝时，会转到403.jsp -->
         <intercept-url pattern="/login.jsp" filters="none" />
         <form-login login-page="/login.jsp"
             authentication-failure-url="/login.jsp?error=true"
             default-target-url="/index.jsp" />
         <logout logout-success-url="/login.jsp" />
         <http-basic />
         <!-- 增加一个filter，这点与Acegi是不一样的，不能修改默认的filter了，这个filter位于FILTER_SECURITY_INTERCEPTOR之前 -->
         <custom-filter before="FILTER_SECURITY_INTERCEPTOR"
             ref="myFilter" />
     </http>
 
     <!-- 一个自定义的filter，必须包含authenticationManager,accessDecisionManager,securityMetadataSource三个属性，
     我们的所有控制将在这三个类中实现，解释详见具体配置 -->
     <beans:bean id="myFilter" class="com.robin.erp.fwk.security.MyFilterSecurityInterceptor">
         <beans:property name="authenticationManager"
             ref="authenticationManager" />
         <beans:property name="accessDecisionManager"
             ref="myAccessDecisionManagerBean" />
         <beans:property name="securityMetadataSource"
             ref="securityMetadataSource" />
     </beans:bean>
     
     <!-- 认证管理器，实现用户认证的入口，主要实现UserDetailsService接口即可 -->
     <authentication-manager alias="authenticationManager">
         <authentication-provider
             user-service-ref="myUserDetailService">
             <!--   如果用户的密码采用加密的话，可以加点“盐”
                 <password-encoder hash="md5" />
             -->
         </authentication-provider>
     </authentication-manager>
     <beans:bean id="myUserDetailService"
         class="com.robin.erp.fwk.security.MyUserDetailService" />
 
     <!-- 访问决策器，决定某个用户具有的角色，是否有足够的权限去访问某个资源 -->
     <beans:bean id="myAccessDecisionManagerBean"
         class="com.robin.erp.fwk.security.MyAccessDecisionManager">
     </beans:bean>
     
     <!-- 资源源数据定义，即定义某一资源可以被哪些角色访问 -->
     <beans:bean id="securityMetadataSource"
         class="com.robin.erp.fwk.security.MyInvocationSecurityMetadataSource" />
 
 </beans:beans>

来看看自定义filter的实现：

package com.robin.erp.fwk.security;
 import java.io.IOException;
 
 import javax.servlet.Filter;
 import javax.servlet.FilterChain;
 import javax.servlet.FilterConfig;
 import javax.servlet.ServletException;
 import javax.servlet.ServletRequest;
 import javax.servlet.ServletResponse;
 
 import org.springframework.security.access.SecurityMetadataSource;
 import org.springframework.security.access.intercept.AbstractSecurityInterceptor;
 import org.springframework.security.access.intercept.InterceptorStatusToken;
 import org.springframework.security.web.FilterInvocation;
 import org.springframework.security.web.access.intercept.FilterInvocationSecurityMetadataSource;
 
 public class MyFilterSecurityInterceptor extends AbstractSecurityInterceptor
          implements Filter {
 
     private FilterInvocationSecurityMetadataSource securityMetadataSource;
 
     // ~ Methods
     // ========================================================================================================
 
      /**
      * Method that is actually called by the filter chain. Simply delegates to
      * the {@link #invoke(FilterInvocation)} method.
      * 
      * @param request
      *            the servlet request
      * @param response
      *            the servlet response
      * @param chain
      *            the filter chain
      * 
      * @throws IOException
      *             if the filter chain fails
      * @throws ServletException
      *             if the filter chain fails
      */
     public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response,
              FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
         FilterInvocation fi = new FilterInvocation(request, response, chain);
         invoke(fi);
     }
 
      public FilterInvocationSecurityMetadataSource getSecurityMetadataSource() {
         return this.securityMetadataSource;
     }
 
      public Class<? extends Object> getSecureObjectClass() {
         return FilterInvocation.class;
     }
 
     public void invoke(FilterInvocation fi) throws IOException,
              ServletException {
         InterceptorStatusToken token = super.beforeInvocation(fi);
          try {
             fi.getChain().doFilter(fi.getRequest(), fi.getResponse());
          } finally {
             super.afterInvocation(token, null);
         }
     }
 
      public SecurityMetadataSource obtainSecurityMetadataSource() {
         return this.securityMetadataSource;
     }
 
     public void setSecurityMetadataSource(
              FilterInvocationSecurityMetadataSource newSource) {
         this.securityMetadataSource = newSource;
     }
 
     @Override
      public void destroy() {
     }
 
     @Override
      public void init(FilterConfig arg0) throws ServletException {
     }

最核心的代码就是invoke方法中的InterceptorStatusToken token = super.beforeInvocation(fi);这一句，即在执行doFilter之前，进行权限的检查，而具体的实现已经交给accessDecisionManager了，下文中会讲述。

来看看authentication-provider的实现：

package com.robin.erp.fwk.security;
 import java.util.ArrayList;
 import java.util.Collection;
 
 import org.springframework.dao.DataAccessException;
 import org.springframework.security.core.GrantedAuthority;
 import org.springframework.security.core.authority.GrantedAuthorityImpl;
 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;
 
  public class MyUserDetailService implements UserDetailsService {
 
     @Override
     public UserDetails loadUserByUsername(String username)
              throws UsernameNotFoundException, DataAccessException {
         Collection<GrantedAuthority> auths=new ArrayList<GrantedAuthority>();
         GrantedAuthorityImpl auth2=new GrantedAuthorityImpl("ROLE_ADMIN");
         auths.add(auth2);
          if(username.equals("robin1")){
             auths=new ArrayList<GrantedAuthority>();
             GrantedAuthorityImpl auth1=new GrantedAuthorityImpl("ROLE_ROBIN");
             auths.add(auth1);
         }
         
 //        User(String username, String password, boolean enabled, boolean accountNonExpired,
 //                    boolean credentialsNonExpired, boolean accountNonLocked, Collection<GrantedAuthority> authorities) {
         User user = new User(username,
                 "robin", true, true, true, true, auths);
         return user;
     }
     
 }

在这个类中，你就可以从数据库中读入用户的密码，角色信息，是否锁定，账号是否过期等，我想这么简单的代码就不再多解释了。

对于资源的访问权限的定义，我们通过实现FilterInvocationSecurityMetadataSource这个接口来初始化数据。

 package com.robin.erp.fwk.security;
 import java.util.ArrayList;
 import java.util.Collection;
 import java.util.HashMap;
 import java.util.Iterator;
 import java.util.Map;
 
 import org.springframework.security.access.ConfigAttribute;
 import org.springframework.security.access.SecurityConfig;
 import org.springframework.security.web.FilterInvocation;
 import org.springframework.security.web.access.intercept.FilterInvocationSecurityMetadataSource;
 import org.springframework.security.web.util.AntUrlPathMatcher;
 import org.springframework.security.web.util.UrlMatcher;
 
  /**
  * 
  * 此类在初始化时，应该取到所有资源及其对应角色的定义
  * 
  * @author Robin
  * 
  */
 public class MyInvocationSecurityMetadataSource
          implements FilterInvocationSecurityMetadataSource {
     private UrlMatcher urlMatcher = new AntUrlPathMatcher();;
     private static Map<String, Collection<ConfigAttribute>> resourceMap = null;
 
      public MyInvocationSecurityMetadataSource() {
         loadResourceDefine();
     }
 
      private void loadResourceDefine() {
         resourceMap = new HashMap<String, Collection<ConfigAttribute>>();
         Collection<ConfigAttribute> atts = new ArrayList<ConfigAttribute>();
         ConfigAttribute ca = new SecurityConfig("ROLE_ADMIN");
         atts.add(ca);
         resourceMap.put("/index.jsp", atts);
         resourceMap.put("/i.jsp", atts);
     }
 
     // According to a URL, Find out permission configuration of this URL.
     public Collection<ConfigAttribute> getAttributes(Object object)
              throws IllegalArgumentException {
         // guess object is a URL.
         String url = ((FilterInvocation)object).getRequestUrl();
         Iterator<String> ite = resourceMap.keySet().iterator();
          while (ite.hasNext()) {
             String resURL = ite.next();
              if (urlMatcher.pathMatchesUrl(url, resURL)) {
                 return resourceMap.get(resURL);
             }
         }
         return null;
     }
 
      public boolean supports(Class<?> clazz) {
         return true;
     }
     
      public Collection<ConfigAttribute> getAllConfigAttributes() {
         return null;
     }
 
 }

看看loadResourceDefine方法，我在这里，假定index.jsp和i.jsp这两个资源，需要ROLE_ADMIN角色的用户才能访问。
这个类中，还有一个最核心的地方，就是提供某个资源对应的权限定义，即getAttributes方法返回的结果。注意，我例子中使用的是AntUrlPathMatcher这个path matcher来检查URL是否与资源定义匹配，事实上你还要用正则的方式来匹配，或者自己实现一个matcher。

剩下的就是最终的决策了，make a decision，其实也很容易，呵呵。

 package com.robin.erp.fwk.security;
 import java.util.Collection;
 import java.util.Iterator;
 
 import org.springframework.security.access.AccessDecisionManager;
 import org.springframework.security.access.AccessDeniedException;
 import org.springframework.security.access.ConfigAttribute;
 import org.springframework.security.access.SecurityConfig;
 import org.springframework.security.authentication.InsufficientAuthenticationException;
 import org.springframework.security.core.Authentication;
 import org.springframework.security.core.GrantedAuthority;
 
 
  public class MyAccessDecisionManager implements AccessDecisionManager {
 
     //In this method, need to compare authentication with configAttributes.
     // 1, A object is a URL, a filter was find permission configuration by this URL, and pass to here.
     // 2, Check authentication has attribute in permission configuration (configAttributes)
     // 3, If not match corresponding authentication, throw a AccessDeniedException.
     public void decide(Authentication authentication, Object object,
             Collection<ConfigAttribute> configAttributes)
              throws AccessDeniedException, InsufficientAuthenticationException {
          if(configAttributes == null){
             return ;
         }
         System.out.println(object.toString());  //object is a URL.
         Iterator<ConfigAttribute> ite=configAttributes.iterator();
          while(ite.hasNext()){
             ConfigAttribute ca=ite.next();
             String needRole=((SecurityConfig)ca).getAttribute();
              for(GrantedAuthority ga:authentication.getAuthorities()){
                  if(needRole.equals(ga.getAuthority())){  //ga is user's role.
                     return;
                 }
             }
         }
         throw new AccessDeniedException("no right");
     }
 
     @Override
      public boolean supports(ConfigAttribute attribute) {
         // TODO Auto-generated method stub
         return true;
     }
 
     @Override
      public boolean supports(Class<?> clazz) {
         return true;
     }
 }

在这个类中，最重要的是decide方法，如果不存在对该资源的定义，直接放行；否则，如果找到正确的角色，即认为拥有权限，并放行，否则throw new AccessDeniedException("no right");这样，就会进入上面提到的403.jsp页面。

参考资料：
1，Spring官方网站：http://www.springframework.org
2，文章所用的代码，MyEclipse工程，去掉了lib，请自行下载Spring Security 3.x的包，并copy至对应目录。工程源代码
3，根据网络上的资料，制作的CHM版的 Spring Security 3.x 参考手册中文版
4，2009年3月，我在“IBM WebSphere技术专家沙龙（华南区广州站）”演讲时的PPT：《Spring Security--Protect your web application》，当时是Spring Security 2.x，很多原理是一样，可作参考。

教程中为了尽可能不跟其它框架关联上，所以去掉了访问数据库的部分，比如用户信息和资源配置信息的读取，直接写死在代码中了，大家可以根据自己的实际情况补充完整。

如有任何疑问，欢迎大家以评论的方式提问，也欢迎大家讨论！

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