Spring Security通过一系列注解简化了安全配置，我们将深入探讨 Spring Security框架的17个关键应用场景，包括认证、授权、 OAuth2、 CSRF保护等。每个案例都配有详细的时序图和代码示例，旨在帮助开发者全面理解并有效利用 Spring Security的强大功能，以构建更安全、更可靠的应用程序。

一、Spring Security 常用应用场景介绍

1、认证（Authentication）

• 应用场景：确保只有经过验证的用户才能访问应用程序。

2、授权（Authorization）

• 应用场景：控制用户对特定资源的访问权限，如角色基础的访问控制。

3、表单登录（Form-Based Login）

• 应用场景：为用户提供登录表单，处理登录请求和重定向。

4、HTTP 基本认证（HTTP Basic Authentication）

• 应用场景：为 RESTful API 或其他服务提供基础的用户名和密码认证。

5、OAuth2 和 OpenID Connect

• 应用场景：支持现代的授权框架，适用于需要第三方应用认证的场景。

6、CSRF 保护（CSRF Protection）

• 应用场景：防止跨站请求伪造攻击，保护 Web 应用程序的安全。

7、密码编码（Password Encoding）

• 应用场景：安全地存储用户密码，防止密码泄露。

8、方法级安全性（Method Security）

• 应用场景：控制对特定方法或 Bean 属性的访问，实现细粒度的安全控制。

9、异常处理（Exception Handling）

• 应用场景：自定义安全相关的异常处理，如认证失败、授权失败。

10、记住我（Remember-Me）

• 应用场景：为用户提供持久的登录状态，方便用户再次访问。

11、预授权（Pre-Invocation）

• 应用场景：在方法执行前进行安全检查，确保方法调用的安全性。

12、表达式支持（Expression-Based）

• 应用场景：使用 Spring Expression Language (SpEL) 实现复杂的安全逻辑。

13、安全上下文（Security Context）

• 应用场景：管理和检索认证信息，如获取当前认证用户。

14、安全过滤器链（Security Filter Chain）

• 应用场景：处理 HTTP 请求的安全检查，如认证、授权。

15、用户详细信息服务（UserDetailsService）

• 应用场景：自定义用户认证信息的加载逻辑，如从数据库加载用户数据。

16、多因素认证（Multi-Factor Authentication）

• 应用场景：增加额外的安全层，如短信验证码、电子邮件确认。

17、匿名访问（Anonymous Access）

• 应用场景：允许未认证的用户访问某些公共资源。

二、Spring Security场景案例

12 表达式支持（Expression-Based）

业务场景: 一个在线文档管理系统，其中某些文档的访问权限依赖于用户的多个属性，例如部门和角色。需要使用复杂的表达式来确定用户是否有权访问特定文档。

业务时序图

1.用户（User） 请求一个资源。

2.浏览器（Browser） 向服务器（Server）发送HTTP 请求。

3.服务器（Server） 的 认证管理器（AuthenticationManager） 对请求进行认证。

4.认证管理器（AuthenticationManager） 返回认证令牌给服务器。

5.服务器（Server） 的 方法安全拦截器（MethodSecurityInterceptor） 检查授权。

6.方法安全拦截器（MethodSecurityInterceptor） 请求 表达式评估器（ExpressionEvaluator） 处理SpEL 表达式。

7.表达式评估器（ExpressionEvaluator） 根据当前的安全上下文和定义的表达式返回评估结果。

8.方法安全拦截器（MethodSecurityInterceptor） 根据评估结果做出访问决策。

9.服务器（Server） 将响应返回给浏览器。

12.1 Spring Security 配置

首先，我们需要配置Spring Security以启用表达式支持。

import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.security.config.annotation.method.configuration.EnableGlobalMethodSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.EnableWebSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfigurerAdapter;

@Configuration
@EnableWebSecurity
@EnableGlobalMethodSecurity(prePostEnabled = true, securedEnabled = true)
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
   

    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
   
        http
            .authorizeRequests()                 
				.antMatchers("/documents/**").access("hasRole('ADMIN') or hasAuthority('DOCUMENT_READ')")
                .anyRequest().authenticated()
            .and()
            .formLogin()
                .loginPage("/login")              
				.defaultSuccessUrl("/home")            
			.and()
            .logout()
                .logoutSuccessUrl("/login?logout");
    }

}

12.2 业务逻辑代码

创建一个服务来处理文档访问，并使用表达式来定义访问权限。

import org.springframework.security.access.prepost.PreAuthorize;
import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class DocumentService {
   

    /**
     * 获取文档内容
     * 
     * @param documentId 文档ID
     * @return 文档内容
     */
    @PreAuthorize("hasAuthority('DOCUMENT_READ') and #documentId == authentication.principal.departmentId")
    public String getDocumentContent(Long documentId) {
   
        // 模拟从数据库获取文档内容
        return "Content of the document " + documentId;
    }

}

12.3 控制器

创建一个控制器来处理文档访问请求。

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.http.ResponseEntity;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class DocumentController {
   
    @Autowired
    private DocumentService documentService;

    @GetMapping("/documents/{documentId}")
    public ResponseEntity<String> getDocument(@PathVariable Long documentId) {
   
        return ResponseEntity.ok(documentService.getDocumentContent(documentId));
    }

}

说明

• 配置类：配置了Spring Security，并启用了方法级安全性，允许使用SpEL表达式来定义复杂的权限规则。
• 业务逻辑： DocumentService 提供了获取文档内容的方法，该方法通过 @PreAuthorize 注解限制访问权限，使用SpEL表达式结合用户的角色和属性。
• 控制器： DocumentController 提供了一个HTTP GET端点来获取文档内容。

13、安全上下文（Security Context）

业务场景: 一个多租户的SaaS应用程序，需要在每个请求中识别和处理当前认证用户的安全上下文，以确保用户只能访问其租户的数据。

业务时序图

1.用户（User） 尝试通过浏览器（Browser）访问一个受保护的资源。

2.浏览器（Browser） 向服务器（Server）发送 HTTP 请求。

3.服务器（Server） 请求当前的安全上下文（ SecurityContextHolder.getContext()）。

4.安全上下文持有器（SecurityContextHolder） 提供当前的认证信息。

5.认证（Authentication） 对象检查用户是否有权访问请求的资源。

6.资源（Resource） 根据认证信息返回访问决策。

7.认证（Authentication） 根据需要更新安全上下文。

8.安全上下文持有器（SecurityContextHolder） 返回更新后的安全上下文。

9.服务器（Server） 根据安全上下文返回适当的响应给浏览器。

13.1 Spring Security 配置

首先，我们需要配置Spring Security以确保安全上下文在每个请求中正确处理。

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.EnableWebSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfigurerAdapter;
import org.springframework.security.core.userdetails.User;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetailsService;
import org.springframework.security.provisioning.InMemoryUserDetailsManager;
import org.springframework.security.crypto.bcrypt.BCryptPasswordEncoder;
import org.springframework.security.crypto.password.PasswordEncoder;

@Configuration
@Ena