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### Spring安全核心知识点详解 #### 一、Spring Security概述与入门 ##### 1.1 什么是Spring Security？ Spring Security是Spring框架的一个扩展模块，提供了一套全面的安全解决方案，旨在为基于Java的应用程序提供认证（Authentication）和授权（Authorization）功能。它不仅仅是一个强大的访问控制框架，还提供了一系列的安全特性，包括加密、登录页面配置、会话管理等。 - **认证(Authentication)**：是指验证用户身份的过程。在Spring Security中，通过各种认证机制如表单认证、HTTP基本认证或OAuth2等方式来实现。 - **授权(Authorization)**：是在用户通过认证后，确定该用户能够访问哪些资源的过程。Spring Security提供了细粒度的权限控制机制。 ##### 1.2 历史 Spring Security最初由Luke Taylor和Ben Alex开发，并于2004年作为Acegi Security的后续项目发布。随着Spring框架的发展，Spring Security也不断迭代升级，成为了一个成熟且广泛使用的安全框架。 ##### 1.3 发布编号 Spring Security遵循语义版本控制系统（SemVer），通常采用“主版本号.次版本号.补丁号”的格式。例如，“3.0.0.M2”表示这是一个里程碑版本，用于测试新功能并收集反馈。 ##### 1.4 获取源码 Spring Security的源代码可以通过GitHub或者官方提供的Maven仓库获取。开发者可以通过阅读源码来深入了解框架内部的工作原理，也可以贡献自己的代码以改进框架。 #### 二、Spring Security命名空间配置 ##### 2.1 命名空间配置介绍 Spring Security引入了命名空间配置简化了配置过程。通过这种方式，开发者可以更轻松地配置安全性，而无需深入了解底层细节。 ##### 2.2 开始使用命名空间配置 - **web.xml配置**：Spring Security可以集成到现有的web.xml文件中，通过声明filter来启动安全性。 - **<http>配置**：这是Spring Security的核心配置元素之一，用于定义HTTP级别的安全策略，如登录配置、会话管理等。 - **自动配置(auto-config)**：Spring Security提供了一些默认的安全设置，开发者可以选择启用这些设置来快速搭建一个基本的安全框架。 - **表单和基本登录选项**：通过配置<http>元素中的form-login和http-basic元素，可以实现自定义的登录表单或使用基本的HTTP认证方式。 - **使用其他认证提供者**：除了内置的认证机制外，Spring Security还支持自定义认证提供者，允许开发者根据应用需求选择最合适的认证方式。 - **添加密码编码器**：为了增强安全性，Spring Security提供了多种密码编码算法供选择。 ##### 2.3 高级Web特性 - **记住我功能**：Spring Security提供了一种简单的机制来实现记住我功能，即使用户关闭浏览器后也能保持登录状态。 - **HTTP/HTTPS通道安全**：通过配置特定的URL规则，可以强制某些请求必须通过HTTPS协议传输。 - **并发会话控制**：Spring Security支持对用户的并发会话进行限制，防止账户被非法使用。 - **OpenID登录**：支持使用OpenID进行第三方认证。 - **添加自定义过滤器**：开发者可以根据需要添加额外的安全过滤器，比如验证码验证过滤器。 - **设置自定义认证入口点**：当用户尝试访问未授权资源时，Spring Security可以通过自定义认证入口点来处理这种情形。 - **会话固定攻击保护**：针对会话固定攻击，Spring Security提供了相应的保护措施。 ##### 2.4 方法安全 - **<global-method-security>元素**：此元素用于全局启用方法级的安全控制。 - **使用protect-pointcut添加安全切入点**：开发者可以通过配置表达式来指定哪些方法需要受到保护。 ##### 2.5 默认访问决策管理器 Spring Security提供了默认的访问决策管理器，但也可以根据实际需求对其进行自定义。 ##### 2.6 认证管理器与命名空间认证管理器（AuthenticationManager）是Spring Security中非常重要的组件，负责处理用户的认证逻辑。通过命名空间配置可以方便地配置认证管理器的相关属性。 #### 三、示例应用程序 Spring Security文档中包含多个示例应用程序，旨在帮助开发者更好地理解如何在实际项目中应用这些安全特性： - **教程示例**：提供了一个简单的示例，展示了如何快速搭建一个带有安全性的Web应用程序。 - **联系人示例**：通过这个例子，可以了解如何在Spring MVC应用程序中实现用户管理和权限控制。 - **LDAP示例**：展示了如何使用轻量级目录访问协议（LDAP）进行用户认证。 - **CAS示例**：介绍了如何与Central Authentication Service (CAS)集成，实现单点登录。 - **预认证示例**：解释了如何实现预认证，即在用户尚未进行交互的情况下就能确认其身份。 #### 四、Spring Security社区 - **问题追踪**：Spring Security拥有活跃的GitHub问题跟踪系统，开发者可以在这里提交bug报告或寻求帮助。 - **参与进来**：社区欢迎所有人的贡献，无论是代码贡献还是文档改进。 - **更多信息**：官方网站提供了详尽的文档和支持资源，是学习Spring Security的最佳起点。 #### 五、架构与实现 ##### 5.1 运行时环境 Spring Security可以在任何支持Java的环境中运行，包括传统的服务器端应用程序以及现代的微服务架构。 ##### 5.2 核心组件 - **SecurityContextHolder**：用于存储当前用户的认证信息。 - **SecurityContext**：封装了当前用户的认证状态。 - **Authentication Objects**：包含用户认证所需的所有信息。 - **UserDetailsService**：提供了一种查询用户信息的方式。 - **GrantedAuthority**：用于标识用户具有的权限。 ##### 5.3 认证 Spring Security支持多种认证方式，开发者可以根据应用的需求选择最合适的认证方案。 ##### 5.4 Web应用程序中的认证 - **ExceptionTranslationFilter**：负责将认证异常转换为HTTP响应。 - **AuthenticationEntryPoint**：当用户未通过认证试图访问受保护资源时触发。 - **认证机制**：包括表单认证、HTTP基本认证等。 - **存储SecurityContext**：在Web应用程序中，通常通过HttpSession来保存SecurityContext信息。 ##### 5.5 Spring Security中的访问控制 - **安全和AOP建议**：Spring Security利用AOP来实现细粒度的访问控制。 - **SecureObject**：表示一个受保护的对象，可以是方法或类。通过上述内容可以看出，Spring Security是一个功能强大且灵活的安全框架，不仅可以满足基本的安全需求，还能应对复杂的安全场景。开发者可以根据项目的具体需求选择合适的功能模块，构建出既安全又易于维护的应用程序。

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Spring Security

Reference Documentation

Ben Alex

Luke Taylor

Spring Security

3.0.0.M2 Spring Security iii

Table of Contents

Preface ..................................................................................................................................... ix

I. Getting Started ....................................................................................................................... 1

1. Introduction ................................................................................................................... 2

1.1. What is Spring Security? ..................................................................................... 2

1.2. History ................................................................................................................ 4

1.3. Release Numbering ............................................................................................. 4

1.4. Getting the Source ............................................................................................... 5

2. Security Namespace Configuration .................................................................................. 6

2.1. Introduction ......................................................................................................... 6

Design of the Namespace ................................................................................... 7

2.2. Getting Started with Security Namespace Configuration ......................................... 7

web.xml Configuration .................................................................................... 7

A Minimal <http> Configuration ..................................................................... 8

What does auto-config Include? ........................................................... 9

Form and Basic Login Options ................................................................... 9

Using other Authentication Providers ................................................................ 10

Adding a Password Encoder ..................................................................... 11

2.3. Advanced Web Features .................................................................................... 12

Remember-Me Authentication ........................................................................... 12

Adding HTTP/HTTPS Channel Security ............................................................ 12

Concurrent Session Control .............................................................................. 13

OpenID Login .................................................................................................. 13

Adding in Your Own Filters ............................................................................. 14

Setting a Custom AuthenticationEntryPoint ................................. 16

Session Fixation Attack Protection .................................................................... 16

2.4. Method Security ................................................................................................ 16

The <global-method-security> Element ............................................... 16

Adding Security Pointcuts using protect-pointcut ............................ 17

2.5. The Default AccessDecisionManager .................................................................. 17

Customizing the AccessDecisionManager .......................................................... 17

2.6. The Authentication Manager and the Namespace ................................................. 18

3. Sample Applications ..................................................................................................... 20

3.1. Tutorial Sample ................................................................................................. 20

3.2. Contacts ............................................................................................................ 20

3.3. LDAP Sample ................................................................................................... 21

3.4. CAS Sample ..................................................................................................... 21

3.5. Pre-Authentication Sample ................................................................................. 22

4. Spring Security Community .......................................................................................... 23

4.1. Issue Tracking ................................................................................................... 23

4.2. Becoming Involved ............................................................................................ 23

4.3. Further Information ........................................................................................... 23

II. Architecture and Implementation .......................................................................................... 24

5. Technical Overview ...................................................................................................... 25

Spring Security

3.0.0.M2 Spring Security iv

5.1. Runtime Environment ........................................................................................ 25

5.2. Core Components .............................................................................................. 25

SecurityContextHolder, SecurityContext and Authentication Objects ................. 25

Obtaining information about the current user ............................................. 26

The UserDetailsService ..................................................................................... 26

GrantedAuthority .............................................................................................. 27

Summary ......................................................................................................... 27

5.3. Authentication ................................................................................................... 27

What is authentication in Spring Security? ......................................................... 27

Setting the SecurityContextHolder Contents Directly .................................. 29

5.4. Authentication in a Web Application .................................................................. 30

ExceptionTranslationFilter ................................................................................ 30

AuthenticationEntryPoint .................................................................................. 31

Authentication Mechanism ................................................................................ 31

Storing the SecurityContext between requests ........................................... 31

5.5. Access-Control (Authorization) in Spring Security ............................................... 32

Security and AOP Advice ................................................................................. 32

Secure Objects and the AbstractSecurityInterceptor .......................... 32

What are Configuration Attributes? ........................................................... 33

RunAsManager ........................................................................................ 33

AfterInvocationManager ........................................................................... 33

Extending the Secure Object Model .......................................................... 34

5.6. Localization ....................................................................................................... 34

6. Core Services ............................................................................................................... 36

6.1. The AuthenticationManager, ProviderManager and

AuthenticationProviders .............................................................................. 36

DaoAuthenticationProvider ................................................................. 37

6.2. UserDetailsService Implementations ........................................................ 37

In-Memory Authentication ................................................................................ 38

JdbcDaoImpl ............................................................................................... 38

Authority Groups ..................................................................................... 39

III. Web Application Security ................................................................................................... 40

7. The Security Filter Chain ............................................................................................. 41

7.1. DelegatingFilterProxy ........................................................................... 41

7.2. FilterChainProxy ...................................................................................... 41

Bypassing the Filter Chain ................................................................................ 43

7.3. Filter Ordering .................................................................................................. 43

7.4. Use with other Filter-Based Frameworks ............................................................. 44

8. Core Security Filters .................................................................................................... 45

8.1. FilterSecurityInterceptor .................................................................. 45

8.2. ExceptionTranslationFilter ................................................................ 46

AuthenticationEntryPoint ................................................................... 47

AccessDeniedHandler .............................................................................. 47

SecurityContextPersistenceFilter .................................................. 47

SecurityContextRepository ......................................................... 48

Spring Security

3.0.0.M2 Spring Security v

UsernamePasswordAuthenticationProcessingFilter ................... 48

Application Flow on Authentication Success and Failure ............................ 49

9. Basic and Digest Authentication .................................................................................... 51

9.1. BasicProcessingFilter ........................................................................... 51

Configuration ................................................................................................... 51

9.2. DigestProcessingFilter ......................................................................... 52

Configuration ................................................................................................... 53

10. Remember-Me Authentication ..................................................................................... 54

10.1. Overview ......................................................................................................... 54

10.2. Simple Hash-Based Token Approach ................................................................ 54

10.3. Persistent Token Approach ............................................................................... 55

10.4. Remember-Me Interfaces and Implementations .................................................. 55

TokenBasedRememberMeServices .................................................................... 56

PersistentTokenBasedRememberMeServices ...................................................... 56

11. Concurrent Session Handling ...................................................................................... 57

12. Anonymous Authentication ......................................................................................... 58

12.1. Overview ......................................................................................................... 58

12.2. Configuration ................................................................................................... 58

12.3. AuthenticationTrustResolver ............................................................ 59

IV. Authorization ..................................................................................................................... 61

13. Common Authorization Concepts ................................................................................ 62

13.1. Authorities ....................................................................................................... 62

13.2. Pre-Invocation Handling ................................................................................... 62

The AccessDecisionManager ............................................................................ 62

Voting-Based AccessDecisionManager Implementations ............................. 63

13.3. After Invocation Handling ................................................................................ 65

ACL-Aware AfterInvocationProviders ............................................................... 66

13.4. Authorization Tag Libraries .............................................................................. 67

14. Secure Object Implementations ................................................................................... 69

14.1. AOP Alliance (MethodInvocation) Security Interceptor ...................................... 69

Explicit MethodSecurityIterceptor Configuration ................................................ 69

14.2. AspectJ (JoinPoint) Security Interceptor ............................................................ 69

V. Advanced Topics ................................................................................................................. 72

15. Domain Object Security (ACLs) .................................................................................. 73

15.1. Overview ......................................................................................................... 73

15.2. Key Concepts .................................................................................................. 74

15.3. Getting Started ................................................................................................ 76

16. Pre-Authentication Scenarios ....................................................................................... 78

16.1. Pre-Authentication Framework Classes ............................................................. 78

AbstractPreAuthenticatedProcessingFilter .......................................................... 78

AbstractPreAuthenticatedAuthenticationDetailsSource ........................................ 79

J2eeBasedPreAuthenticatedWebAuthenticationDetailsSource ...................... 79

PreAuthenticatedAuthenticationProvider ............................................................ 79

Http403ForbiddenEntryPoint ............................................................................. 79

16.2. Concrete Implementations ................................................................................ 80

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