SpringSecurity+jwt+captcha登录认证授权总结

版本信息：

springboot 3.2.0、springSecurity 6.2.0、mybatis-plus 3.5.5

认证授权思路和流程：

未携带token，访问登录接口：

1、用户登录携带账号密码

2、请求到达自定义Filter，自定义Filter(如JwtAuthenticationTokenFilter)继承OncePerRequestFilter(此Filter只会进行一次过滤，在请求返回时，不会再进行调用)，在SecurityConfig中配置，将自定义Filter添加到过滤器链中并加在UsernamePasswordAuthenticationFilter过滤器之前

3、自定义Filter逻辑

3.1、查询到用户未携带token，直接放行，进入到后面认证流程

3.2、将用户信息封装成Authentication对象，调用authticate()方法进行验证，一直到DaoAuthenticationProvider中，会调用UserDetailService的loadUserByUserName()方法；自定义UserDetailServiceImpl继承UserDetailService接口；重写其loadUserByUserName()方法；查到用户后，封装成UserDetail对象返回

4、调用passwordEncoder的验证方法进行用户信息的认证(一般使用BCryptPasswordEncoder，创建此Bean并放入容器中)

5、认证通过后，使用JWT创建token并放到redis中；返回token到前端

携带token访问：

1、请求到达自定义Filter中，获取token，先验证token的正确性，从token中获取到userId，根据userId从redis中获取用户信息，将用户信息封装成Authentication对象，放进SecurityContextHolder中，后面的过滤器会在SecurityContextHolder中获取用户的信息

2、请求到达FilterSecurityInterceptor，在springSecurity中默认使用FilterSecurityInterceptor来进行权限校验；FilterSecurityInterceptor会从SecurityContextHolder中获取Authentication，然后获取其中的权限信息，判断当前用户是否拥有当前资源的访问权限；

3、通过权限判断，获取资源返回给前端；

登录认证流程图：

在这里插入图片描述

基于RBAC的授权控制：

RBAC概念：

Role-Based Access Control，中文意思是：基于角色（Role）的访问控制。这是一种广泛应用于计算机系统和网络安全领域的访问控制模型。

简单来说，就是通过将权限分配给角色，再将角色分配给用户，来实现对系统资源的访问控制。一个用户拥有若干角色，每一个角色拥有若干权限。这样，就构造成“用户-角色-权限”的授权模型。在这种模型中，用户与角色之间，角色与权限之间，一般是多对多的关系

模型：

在这里插入图片描述

在数据库中主要体现用户表、角色表、菜单表、用户角色关联表、角色菜单关联表五个模型：

CREATE TABLE "mySchema"."t_user"
(
"id" INT IDENTITY(1, 1) NOT NULL,
"username" VARCHAR(100) NOT NULL,
"password" VARCHAR(100) NOT NULL,
"email" VARCHAR(100) NOT NULL,
"phone" VARCHAR(100),
UNIQUE("id"),
UNIQUE("username"),
UNIQUE("email"),
UNIQUE("phone"),
NOT CLUSTER PRIMARY KEY("id")) STORAGE(ON "MAIN", CLUSTERBTR) ;

COMMENT ON TABLE "mySchema"."t_user" IS '用户表';
COMMENT ON COLUMN "mySchema"."t_user"."id" IS '用户id';
COMMENT ON COLUMN "mySchema"."t_user"."username" IS '用户名';
COMMENT ON COLUMN "mySchema"."t_user"."password" IS '密码';
COMMENT ON COLUMN "mySchema"."t_user"."email" IS '用户邮箱';
COMMENT ON COLUMN "mySchema"."t_user"."phone" IS '电话';


CREATE TABLE "mySchema"."sys_role"
(
"id" BIGINT IDENTITY(1, 1) NOT NULL,
"name" VARCHAR(128) DEFAULT NULL,
"role_key" VARCHAR(100) DEFAULT NULL,
"status" CHAR(1) DEFAULT '0',
"del_flag" INT DEFAULT 0,
"create_by" BIGINT DEFAULT NULL,
"create_time" DATETIME(6) DEFAULT NULL,
"update_by" BIGINT DEFAULT NULL,
"update_time" DATETIME(6) DEFAULT NULL,
"remark" VARCHAR(500) DEFAULT NULL,
NOT CLUSTER PRIMARY KEY("id")) STORAGE(ON "MAIN", CLUSTERBTR) ;

COMMENT ON TABLE "mySchema"."sys_role" IS '角色表';
COMMENT ON COLUMN "mySchema"."sys_role"."id" IS '角色id';
COMMENT ON COLUMN "mySchema"."sys_role"."name" IS '角色名称';
COMMENT ON COLUMN "mySchema"."sys_role"."role_key" IS '角色权限字符串';
COMMENT ON COLUMN "mySchema"."sys_role"."status" IS '角色状态(0正常, 1停用)';
COMMENT ON COLUMN "mySchema"."sys_role"."del_flag" IS '删除标志(0未删除，1已删除)';
COMMENT ON COLUMN "mySchema"."sys_role"."remark" IS '备注';


CREATE TABLE "mySchema"."sys_menu"
(
"id" BIGINT IDENTITY(2, 1) NOT NULL,
"menu_name" VARCHAR(64) DEFAULT 'NULL' NOT NULL,
"path" VARCHAR(200) DEFAULT NULL,
"component" VARCHAR(50) DEFAULT NULL,
"visible" CHAR(1) DEFAULT '0',
"status" CHAR(1) DEFAULT '0',
"perms" VARCHAR(100) DEFAULT NULL,
"icon" VARCHAR(100) DEFAULT '#',
"create_by" BIGINT DEFAULT NULL,
"create_time" DATETIME(6) DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
"update_by" BIGINT DEFAULT NULL,
"update_time" DATETIME(6) DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
"delete_f1ag" INT DEFAULT 0,
"remark" VARCHAR(500) DEFAULT NULL,
UNIQUE("id"),
NOT CLUSTER PRIMARY KEY("id")) STORAGE(ON "MAIN", CLUSTERBTR) ;

COMMENT ON TABLE "mySchema"."sys_menu" IS '菜单表';
COMMENT ON COLUMN "mySchema"."sys_menu"."menu_name" IS '菜单名';
COMMENT ON COLUMN "mySchema"."sys_menu"."path" IS '路由地址';
COMMENT ON COLUMN "mySchema"."sys_menu"."component" IS '组件路径';
COMMENT ON COLUMN "mySchema"."sys_menu"."visible" IS '菜单状态(0显示1隐藏)';
COMMENT ON COLUMN "mySchema"."sys_menu"."status" IS '菜单状态(0正常1停用)';
COMMENT ON COLUMN "mySchema"."sys_menu"."perms" IS '权限标识';
COMMENT ON COLUMN "mySchema"."sys_menu"."icon" IS '菜单图标';
COMMENT ON COLUMN "mySchema"."sys_menu"."delete_f1ag" IS '是否删除(0未删除1已删除)';
COMMENT ON COLUMN "mySchema"."sys_menu"."remark" IS '备注';


CREATE TABLE "mySchema"."sys_user_role"
(
"user_id" BIGINT DEFAULT 0 NOT NULL,
"role_id" BIGINT DEFAULT 0 NOT NULL,
NOT CLUSTER PRIMARY KEY("user_id", "role_id")) STORAGE(ON "MAIN", CLUSTERBTR) ;

COMMENT ON TABLE "mySchema"."sys_user_role" IS '用户角色表';
COMMENT ON COLUMN "mySchema"."sys_user_role"."user_id" IS '用户id';
COMMENT ON COLUMN "mySchema"."sys_user_role"."role_id" IS '角色id';


CREATE TABLE "mySchema"."sys_role_menu"
(
"role_id" BIGINT DEFAULT 0 NOT NULL,
"menu_id" BIGINT DEFAULT 0 NOT NULL,
NOT CLUSTER PRIMARY KEY("role_id", "menu_id")) STORAGE(ON "MAIN", CLUSTERBTR) ;

COMMENT ON TABLE "mySchema"."sys_role_menu" IS '角色菜单关联表';
COMMENT ON COLUMN "mySchema"."sys_role_menu"."role_id" IS '角色id';
COMMENT ON COLUMN "mySchema"."sys_role_menu"."menu_id" IS '菜单id';

权限流程：

用户表、角色表、菜单表、部门表、用户角色关联表、角色菜单关联表；数据权限分为5种：个人、全部、本部门、指定部门、本部门及以下
链路：

1、用户注册，指定部门；创建角色，给角色赋菜单权限、数据权限；给用户赋予角色；
2、用户登录，通过用户的所有角色，获取所有的菜单权限和最大数据权限；菜单数据直接展示在页面；所有数据都有创建人，则数据的部门id是创建人的部门id；
3、在访问数据接口时，通过mybatis的拦截器对用户的数据进行过滤(拼接sql)，返回给前端；

captcha图片验证码：

实现思路：

1、图片验证码获取，并将验证码验证码存放起来(单机应用可放在session中，分布式应用放在redis中)

2、当用户登录时，携带验证码以及验证码的key，进入到后端从redis中获取值进行验证

<!-- 谷歌kaptcha验证码依赖 -->
<dependency>
    <groupId>com.github.penggle</groupId>
    <artifactId>kaptcha</artifactId>
    <version>2.3.2</version>
</dependency>

代码思路：

1、生成验证码

public Result<CaptchaVO> getCaptcha() throws IOException {
    // 生成文字验证码
    String content = defaultKaptcha.createText();
    // 生成图片验证码
    ByteArrayOutputStream outputStream = null;
    BufferedImage image = defaultKaptcha.createImage(content);
    outputStream = new ByteArrayOutputStream();
    ImageIO.write(image, "jpg", outputStream);
    // 对字节数组Base64编码
    String str = "data:image/jpeg;base64,";
    String base64Img = str + Base64.getEncoder().encodeToString(outputStream.toByteArray()).replace("\n", "").replace("\r", "");
    CaptchaVO captchaVO = captchaService.cacheCaptcha(content);
    captchaVO.setBase64Img(base64Img);
    return Result.success(captchaVO);
}

2、存储验证码

@Service
public class CaptchaService {

    private Long timeout = 300L;

    @Autowired
    private RedisUtils redisUtils;
    
    private final String CAPTCHA_KEY_PREFIX = "captcha:verification:";

    public CaptchaVO cacheCaptcha(String captcha){
        //生成一个随机标识符
        String randomStr = UUID.randomUUID().toString();
        //缓存验证码并设置过期时间
        String captchaKey = CAPTCHA_KEY_PREFIX.concat(randomStr);
        redisUtils.set(captchaKey, captcha, timeout, TimeUnit.SECONDS);
        CaptchaVO captchaVO = new CaptchaVO();
        captchaVO.setCaptchaKey(captchaKey);
        captchaVO.setExpire(timeout);
        captchaVO.setCaptcha(captcha);
        return captchaVO;
    }
}

3、校验验证码

Object captcha = redisUtils.get(reqVO.getCaptchaKey());
if (Objects.isNull(captcha)) {
    return "验证码已过期";
}
if (!captcha.equals(reqVO.getCaptcha())) {
    return "验证码错误";
}