Spring （31）认证和授权

在软件安全领域，认证（Authentication）和授权（Authorization）是两个核心概念，它们通常会一起出现，但指的是两个不同的安全流程。

认证 (Authentication)

认证是指验证用户的身份，确保用户真的是他们声明的那个人。在Web应用中，这通常是通过用户名和密码完成的，但也可以包括多因素认证（如短信验证码、硬件令牌等）。

在Spring Security中，认证是通过AuthenticationManager接口来处理的，其中ProviderManager是最常见的实现。它使用一个或多个AuthenticationProvider来尝试验证Authentication对象。

下面是一个简单的认证流程的代码演示：

@Configuration
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {

    @Autowired
    private UserDetailsService userDetailsService;

    @Bean
    public AuthenticationManager customAuthenticationManager() throws Exception {
        return authenticationManager();
    }

    @Override
    protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
        auth
            .userDetailsService(userDetailsService)
            .passwordEncoder(passwordEncoder());
    }

    @Bean
    public PasswordEncoder passwordEncoder() {
        return new BCryptPasswordEncoder();
    }
}

在这个配置中，我们定义了customAuthenticationManager Bean，它会用我们的UserDetailsService和密码编码器来验证用户。这个验证过程实际发生在用户尝试登录时（例如，通过表单提交）。

授权 (Authorization)

授权是指一旦用户的身份得到验证，确定他们可以访问的应用中的资源（如页面、功能、数据等）的过程。在Spring Security中，这通常是通过角色和权限来完成的，可以在方法级别或URL级别进行。

授权配置通常在WebSecurityConfigurerAdapter的configure(HttpSecurity http)方法中定义：

@Override
protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
    http
        .authorizeRequests()
            .antMatchers("/", "/home").permitAll()
            .antMatchers("/admin/**").hasRole("ADMIN")
            .antMatchers("/user/**").hasRole("USER")
            .anyRequest().authenticated()
        .and()
            // ... 其他配置
}

在这个配置中，任何人都可以访问/和/home路径，而/admin/**路径需要用户具有ADMIN角色，/user/**路径则需要用户具有USER角色。

通常，在数据库中会有用户、角色和权限的表格，UserDetailsService实现会从这些表中加载用户及其角色和权限。

深入源码

在源码级别，Spring Security的认证和授权机制非常复杂，因为它需要适应多种类型的安全环境和配置。

认证的核心接口是AuthenticationManager，它定义了一个方法authenticate，该方法接受Authentication对象并返回已验证的Authentication对象或抛出异常。

public interface AuthenticationManager {
    Authentication authenticate(Authentication authentication) throws AuthenticationException;
}

在ProviderManager中，这个方法会遍历所有的AuthenticationProvider，尝试认证并返回结果。

public class ProviderManager implements AuthenticationManager {
    private List<AuthenticationProvider> providers;

    public Authentication authenticate(Authentication authentication) throws AuthenticationException {
        for (AuthenticationProvider provider : providers) {
            if (provider.supports(authentication.getClass())) {
                Authentication result = provider.authenticate(authentication);
                if (result != null) {
                    return result;
                }
            }
        }
        throw new AuthenticationException("Authentication failed!");
    }
}

授权是通过SecurityMetadataSource确定资源所需的权限，通过AccessDecisionManager来决定用户是否拥有这些权限。FilterSecurityInterceptor是授权过程的关键：

public class FilterSecurityInterceptor extends AbstractSecurityInterceptor implements Filter {
    private SecurityMetadataSource securityMetadataSource;

    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        // 获取请求资源的权限
        Collection<ConfigAttribute> attributes = securityMetadataSource.getAttributes(request);
        // 授权决策
        AccessDecisionManager accessDecisionManager = this.getAccessDecisionManager();
        accessDecisionManager.decide(authentication, request, attributes);
        // 如果没有抛出异常，继续执行
        chain.doFilter(request, response);
    }
}

在调用decide方法时，如果AccessDecisionManager决定用户没有足够的权限，它将抛出一个AccessDeniedException，否则请求就会继续执行。

以上就是认证和授权在Spring Security中的基本工作流程。实际项目中可能会更复杂，可能包含不同类型的认证方式，如OAuth、LDAP、JWT等，以及动态权限分配等高级特性。