1.认证流程原理
1.1.认证流程
SpringSecurity是基于Filter实现认证和授权，底层通过FilterChainProxy代理去调用各种Filter(Filter链)，Filter通过调用AuthenticationManager完成认证 ，通过调用AccessDecisionManager完成授权，SpringSecurity中核心的过滤器链详细如下：
- SecurityContextPersistenceFilter
Filter的入口和出口，它是用来将SecurityContext(认证的上下文，里面有登录成功后的认证授权信息)对象持久到Session的Filter，同时会把SecurityContext设置给SecurityContextHolder方便我们获取用户认证授权信息 - UsernamePasswordAuthenticationFilter
默认拦截“/login”登录请求，处理表单提交的登录认证，将请求中的认证信息包括
username,password等封装成UsernamePasswordAuthenticationToken，然后调用
AuthenticationManager的认证方法进行认证 - BasicAuthenticationFilter
基本认证，支持httpBasic认证方式的Filter - RememberAuthenticationFilter
记住我功能实现的Filter - AnonymousAuthenticationFilter
匿名Filter，用来处理匿名访问的资源，如果用户未登录，SecurityContext中没有Authentication，
就会创建匿名的Token(AnonymousAuthenticationToken),然后通过
SecurityContextHodler设置到SecurityContext中。 - ExceptionTranslationFilter
用来捕获FilterChain所有的异常，进行处理，但是只会处理 AuthenticationException和AccessDeniedException，异常，其他的异常 会继续抛出。 - FilterSecurityInterceptor
用来做授权的Filter,通过父类(AbstractSecurityInterceptor.beforeInvocation)调用
AccessDecisionManager.decide方法对用户进行授权。
1.3.Security相关概念
- Authentication
认证对象，用来封装用户的认证信息(账户状态，用户名，密码，权限等)所有提交给AuthenticationManager的认证请求都会被封装成一个Token的实现，比如 最容易理解的UsernamePasswordAuthenticationToken，其中包含了用户名和密码
Authentication常用的实现类：
UsernamePasswordAuthenticationToken：用户名密码登录的Token
AnonymousAuthenticationToken：针对匿名用户的Token
RememberMeAuthenticationToken：记住我功能的的Token - AuthenticationManager
用户认证的管理类，所有的认证请求（比如login）都会通过提交一个封装了到了登录信息的Token对象给 AuthenticationManager的authenticate()方法来实现认证。AuthenticationManager会 调
用AuthenticationProvider.authenticate进行认证。认证成功后，返回一个包含了认 证
信息的Authentication对象。 - AuthenticationProvider
认证的具体实现类，一个provider是一种认证方式的实现，比如提交的用户名密码我 是通过和DB中查出的user记录做比对实现的，那就有一个DaoProvider；如果我是通 过CAS请求单点登录系统实现，那就有一个CASProvider。按照Spring一贯的作风， 主流的认证方式它都已经提供了默认实现，比如DAO、LDAP、CAS、OAuth2等。 前 面讲了AuthenticationManager只是一个代理接口，真正的认证就是由 AuthenticationProvider来做的。一个AuthenticationManager可以包含多个Provider， 每个provider通过实现一个support方法来表示自己支持那种Token的认证。 AuthenticationManager默认的实现类是ProviderManager。 - UserDetailService
用户的认证通过Provider来完成，而Provider会通过UserDetailService拿到数据库（或 内存）中的认证信息然后和客户端提交的认证信息做校验。虽然叫Service,但是我更愿 意把它认为是我们系统里经常有的UserDao。 - SecurityContext
当用户通过认证之后，就会为这个用户生成一个唯一的SecurityContext，里面包含用 户的认证信息Authentication。通过SecurityContext我们可以获取到用户的标识 Principle和授权信息GrantedAuthrity。在系统的任何地方只要通过 SecurityHolder.getSecruityContext()就可以获取到SecurityContext。在Shiro中通过 SecurityUtils.getSubject()到达同样的目的
1.4.SpringSecurity认证流程原理
- 请求过来会被过滤器链中的UsernamePasswordAuthenticationFilter拦截到，请求中的用户名和密码被封装成UsernamePasswordAuthenticationToken(Authentication的实现类)
- 过滤器将UsernamePasswordAuthenticationToken提交给认证管理器(AuthenticationManager)进行认证.
- AuthenticationManager委托AuthenticationProvider(DaoAuthenticationProvider)进行认证，AuthenticationProvider通过调用UserDetailsService获取到数据库中存储的用户信息(UserDetails)，然后调用passwordEncoder密码编码器对UsernamePasswordAuthenticationToken中的密码和UserDetails中的密码进行比较
- AuthenticationProvider认证成功后封装Authentication并设置好用户的信息(用户名，密码，权限等)返回
- Authentication被返回到UsernamePasswordAuthenticationFilter,通过调用SecurityContextHolder工具把Authentication封装成SecurityContext中存储起来。然后UsernamePasswordAuthenticationFilter调用AuthenticationSuccessHandler.onAuthenticationSuccess做认证成功后续处理操作
- 最后SecurityContextPersistenceFilter通过SecurityContextHolder.getContext()获取到SecurityContext对象然后调用SecurityContextRepository将SecurityContext存储起来，然后调用SecurityContextHolder.clearContext方法清理SecurityContext。
注意：SecurityContext是一个和当前线程绑定的工具，在代码的任何地方都可以通过SecurityContextHolder.getContext()获取到登陆信息。
2.认证流程源码跟踪
SecurityContextPersistenceFilter
这个filter是整个filter链的入口和出口，请求开始会从SecurityContextRepository中 获取SecurityContext对象并设置给SecurityContextHolder。在请求完成后将
SecurityContextHolder持有的SecurityContext再保存到配置好的
DecurityContextRepository中，同时清除SecurityContextHolder中的SecurityContext
总结一下：SecurityContextPersistenceFilter它的作用就是请求来的时候将包含了认证授权信息的SecurityContext对象从SecurityContextRepository中取出交给SecurityContextHolder工具类，方便我们通过SecurityContextHolder获取SecurityContext从而获取到认证授权信息，请求走的时候又把SecurityContextHolder清空，源码如下：
public class SecurityContextPersistenceFilter extends GenericFilterBean {
...省略...
public void doFilter(ServletRequest req, ServletResponse res, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
...省略部分代码...
HttpRequestResponseHolder holder = new HttpRequestResponseHolder(request,
response);
//从SecurityContextRepository获取到SecurityContext
SecurityContext contextBeforeChainExecution = repo.loadContext(holder);
try {
//把 securityContext设置到SecurityContextHolder，如果没认证通过，这个SecurtyContext就是空的
SecurityContextHolder.setContext(contextBeforeChainExecution);
//调用后面的filter，比如掉用usernamepasswordAuthenticationFilter实现认证
chain.doFilter(holder.getRequest(), holder.getResponse());
}
finally {
//如果认证通过了，这里可以从SecurityContextHolder.getContext();中获取到SecurityContext
SecurityContext contextAfterChainExecution = SecurityContextHolder
.getContext();
// Crucial removal of SecurityContextHolder contents - do this before anything
// else.
//删除SecurityContextHolder中的SecurityContext
SecurityContextHolder.clearContext();
//把SecurityContext 存储到SecurityContextRepository
repo.saveContext(contextAfterChainExecution, holder.getRequest(),
holder.getResponse());
request.removeAttribute(FILTER_APPLIED);
if (debug) {
logger.debug("SecurityContextHolder now cleared, as request processing completed");
}
}
...省略...
UsernamePasswordAuthenticationFilter
它的重用是，拦截“/login”登录请求，处理表单提交的登录认证，将请求中的认证信息包括username,password等封装成UsernamePasswordAuthenticationToken，然后调用
AuthenticationManager的认证方法进行认证。
public class UsernamePasswordAuthenticationFilter extends
AbstractAuthenticationProcessingFilter {
// ~ Static fields/initializers
// =====================================================================================
//从登录请求中获取参数：username,password的名字
public static final String SPRING_SECURITY_FORM_USERNAME_KEY = "username";
public static final String SPRING_SECURITY_FORM_PASSWORD_KEY = "password";
private String usernameParameter = SPRING_SECURITY_FORM_USERNAME_KEY;
private String passwordParameter = SPRING_SECURITY_FORM_PASSWORD_KEY;
//默认支持POST登录
private boolean postOnly = true;
//默认拦截/login请求，Post方式
public UsernamePasswordAuthenticationFilter() {
super(new AntPathRequestMatcher("/login", "POST"));
}
// ~ Methods
// ========================================================================================================
public Authentication attemptAuthentication(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response) throws AuthenticationException {
//判断请求是否是POST
if (postOnly && !request.getMethod().equals("POST")) {
throw new AuthenticationServiceException(
"Authentication method not supported: " + request.getMethod());
}
//获取到用户名和密码
String username = obtainUsername(request);
String password = obtainPassword(request);
if (username == null) {
username = "";
}
if (password == null) {
password = "";
}
username = username.trim();
//用户名和密码封装Token
UsernamePasswordAuthenticationToken authRequest = new UsernamePasswordAuthenticationToken(
username, password);
//设置details属性
// Allow subclasses to set the "details" property
setDetails(request, authRequest);
//调用AuthenticationManager().authenticate进行认证，参数就是Token对象
return this.getAuthenticationManager().authenticate(authRequest);
}
AuthenticationManager
请求通过UsernamePasswordAuthenticationFilter调用AuthenticationManager，默认走的实现类是ProviderManager，它会找到能支持当前认证的AuthenticationProvider实现类调用器authenticate方法执行认证，认证成功后会清除密码，然后抛出AuthenticationSuccessEvent事件
public class ProviderManager implements AuthenticationManager, MessageSourceAware,
InitializingBean {
...省略...
//这里authentication 是封装了登录请求的认证参数，
//即：UsernamePasswordAuthenticationFilter传入的Token对象
public Authentication authenticate(Authentication authentication)
throws AuthenticationException {
Class<? extends Authentication> toTest = authentication.getClass();
AuthenticationException lastException = null;
AuthenticationException parentException = null;
Authentication result = null;
Authentication parentResult = null;
boolean debug = logger.isDebugEnabled();
//找到所有的AuthenticationProvider ，选择合适的进行认证
for (AuthenticationProvider provider : getProviders()) {
//是否支持当前认证
if (!provider.supports(toTest)) {
continue;
}
if (debug) {
logger.debug("Authentication attempt using "
+ provider.getClass().getName());
}
try {
//调用provider执行认证
result = provider.authenticate(authentication);
if (result != null) {
copyDetails(authentication, result);
break;
}
}
...省略...
}
...省略...
//result就是Authentication ，使用的实现类依然是UsernamepasswordAuthenticationToken，
//封装了认证成功后的用户的认证信息和授权信息
if (result != null) {
if (eraseCredentialsAfterAuthentication
&& (result instanceof CredentialsContainer)) {
// Authentication is complete. Remove credentials and other secret data
// from authentication
//这里在擦除登录密码
((CredentialsContainer) result).eraseCredentials();
}
// If the parent AuthenticationManager was attempted and successful than it will publish an AuthenticationSuccessEvent
// This check prevents a duplicate AuthenticationSuccessEvent if the parent AuthenticationManager already published it
if (parentResult == null) {
//发布事件
eventPublisher.publishAuthenticationSuccess(result);
}
return result;
}
DaoAuthenticationProvider
请求到达AuthenticationProvider，默认实现是DaoAuthenticationProvider，它的作用是根据传入的Token中的username调用UserDetailService加载数据库中的认证授权信息(UserDetails)，然后使用PasswordEncoder对比用户登录密码是否正确
public class DaoAuthenticationProvider extends AbstractUserDetailsAuthenticationProvider {
//密码编码器
private PasswordEncoder passwordEncoder;
//UserDetailsService ，根据用户名加载UserDetails对象，从数据库加载的认证授权信息
private UserDetailsService userDetailsService;
//认证检查方法
protected void additionalAuthenticationChecks(UserDetails userDetails,
UsernamePasswordAuthenticationToken authentication)
throws AuthenticationException {
if (authentication.getCredentials() == null) {
logger.debug("Authentication failed: no credentials provided");
throw new BadCredentialsException(messages.getMessage(
"AbstractUserDetailsAuthenticationProvider.badCredentials",
"Bad credentials"));
}
//获取密码
String presentedPassword = authentication.getCredentials().toString();
//通过passwordEncoder比较密码，presentedPassword是用户传入的密码，userDetails.getPassword()是从数据库加载到的密码
//passwordEncoder编码器不一样比较密码的方式也不一样
if (!passwordEncoder.matches(presentedPassword, userDetails.getPassword())) {
logger.debug("Authentication failed: password does not match stored value");
throw new BadCredentialsException(messages.getMessage(
"AbstractUserDetailsAuthenticationProvider.badCredentials",
"Bad credentials"));
}
}
//检索用户，参数为用户名和Token对象
protected final UserDetails retrieveUser(String username,
UsernamePasswordAuthenticationToken authentication)
throws AuthenticationException {
prepareTimingAttackProtection();
try {
//调用UserDetailsService的loadUserByUsername方法，
//根据用户名检索数据库中的用户，封装成UserDetails
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) {
mitigateAgainstTimingAttack(authentication);
throw ex;
}
catch (InternalAuthenticationServiceException ex) {
throw ex;
}
catch (Exception ex) {
throw new InternalAuthenticationServiceException(ex.getMessage(), ex);
}
}
//创建认证成功的认证对象Authentication，使用的实现是UsernamepasswordAuthenticationToken,
//封装了认证成功后的认证信息和授权信息，以及账户的状态等
@Override
protected Authentication createSuccessAuthentication(Object principal,
Authentication authentication, UserDetails user) {
boolean upgradeEncoding = this.userDetailsPasswordService != null
&& this.passwordEncoder.upgradeEncoding(user.getPassword());
if (upgradeEncoding) {
String presentedPassword = authentication.getCredentials().toString();
String newPassword = this.passwordEncoder.encode(presentedPassword);
user = this.userDetailsPasswordService.updatePassword(user, newPassword);
}
return super.createSuccessAuthentication(principal, authentication, user);
}
...省略...
这里提供了三个方法
- additionalAuthenticationChecks：通过passwordEncoder比对密码
- retrieveUser：根据用户名调用UserDetailsService加载用户认证授权信息
- createSuccessAuthentication：登录成功，创建认证对象Authentication
然而你发现 DaoAuthenticationProvider 中并没有authenticate认证方法，真正的认证逻辑是通过父类AbstractUserDetailsAuthenticationProvider.authenticate方法完成的
AbstractUserDetailsAuthenticationProvider
public abstract class AbstractUserDetailsAuthenticationProvider implements
AuthenticationProvider, InitializingBean, MessageSourceAware {
//认证逻辑
public Authentication authenticate(Authentication authentication)
throws AuthenticationException {
//得到传入的用户名
String username = (authentication.getPrincipal() == null) ? "NONE_PROVIDED"
: authentication.getName();
//从缓存中得到UserDetails
boolean cacheWasUsed = true;
UserDetails user = this.userCache.getUserFromCache(username);
if (user == null) {
cacheWasUsed = false;
try {
//检索用户，底层会调用UserDetailsService加载数据库中的UserDetails对象，保护认证信息和授权信息
user = retrieveUser(username,
(UsernamePasswordAuthenticationToken) authentication);
}
catch (UsernameNotFoundException notFound) {
...省略...
}
try {
//前置检查，主要检查账户是否锁定，账户是否过期等
preAuthenticationChecks.check(user);
//比对密码在这个方法里面比对的
additionalAuthenticationChecks(user,
(UsernamePasswordAuthenticationToken) authentication);
}
catch (AuthenticationException exception) {
...省略...
}
//后置检查
postAuthenticationChecks.check(user);
if (!cacheWasUsed) {
//设置UserDetails缓存
this.userCache.putUserInCache(user);
}
Object principalToReturn = user;
if (forcePrincipalAsString) {
principalToReturn = user.getUsername();
}
//认证成功，创建Auhentication认证对象
return createSuccessAuthentication(principalToReturn, authentication, user);
}
UsernamePasswordAuthenticationFilter
认证成功，请求会重新回到UsernamePasswordAuthenticationFilter，然后会通过其父类AbstractAuthenticationProcessingFilter.successfulAuthentication方法将认证对象封装成SecurityContext设置到SecurityContextHolder中
protected void successfulAuthentication(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response, FilterChain chain, Authentication authResult)
throws IOException, ServletException {
if (logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Authentication success. Updating SecurityContextHolder to contain: "
+ authResult);
}
//认证成功，吧Authentication 设置到SecurityContextHolder
SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authResult);
//处理记住我业务逻辑
rememberMeServices.loginSuccess(request, response, authResult);
// Fire event
if (this.eventPublisher != null) {
eventPublisher.publishEvent(new InteractiveAuthenticationSuccessEvent(
authResult, this.getClass()));
}
//重定向登录成功地址
successHandler.onAuthenticationSuccess(request, response, authResult);
}
然后后续请求又会回到SecurityContextPersistenceFilter，它就可以从SecurityContextHolder获取到SecurityContext持久到SecurityContextRepository(默认实现是HttpSessionSecurityContextRepository基于Session存储)
到这里认证流程就结束了，希望对您有所帮助
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