spring — Spring Security 5.7与6.0差异性对比

1. spring security

Spring Security 是一个提供身份验证、授权和针对常见攻击保护的框架。 凭借对保护命令式和反应式应用程序的一流支持，它成为基于Spring的标准安全框架。

Spring Security 在最近几个版本中配置的写法都有一些变化，很多常见的方法都废弃了，并且将在未来的 Spring Security7 中移除，Spring Security5.7 开始（对应 Spring Boot2.7 开始）将重新梳理一下主要功能变化。以下是spring security的版本列表：
在这里插入图片描述

2. spring security 新增功能

2.1 WebSecurityConfigurerAdapter

  • gh-11923 - Remove WebSecurityConfigurerAdapter. Instead, create a SecurityFilterChain bean.

这一条更新改变了我们配置SpringSecurity的方式，WebSecurityConfigurerAdapter 过期了，在目前最新的 Spring Security6.1 中，这个类已经完全被移除了，作为替代，我们需要创建类型为SecurityFilterChain的bean。
在这里插入图片描述
以前WebSecurityConfigurerAdapter+HttpSecurity 的方式为：

@Configuration
public class SecurityConfiguration extends WebSecurityConfigurerAdapter {

    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http
            .authorizeHttpRequests((authz) -> authz
                .anyRequest().authenticated()
            )
            .httpBasic(withDefaults());
    }
}

SecurityFilterChain+HttpSecurity 新的写法为：

@Configuration
public class SecurityConfiguration {

    @Bean
    public SecurityFilterChain filterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
        http
            .authorizeHttpRequests((authz) -> authz
                .anyRequest().authenticated()
            )
            .httpBasic(withDefaults());
        return http.build();
    }

}

以前WebSecurityConfigurerAdapter+WebSecurity 的方式为：

@Configuration
public class SecurityConfiguration extends WebSecurityConfigurerAdapter {
    @Override
    public void configure(WebSecurity web) {
        web.ignoring().antMatchers("/api1", "/api2");
    }
}

SecurityFilterChain+WebSecurity 新的写法为：

@Configuration
public class SecurityConfiguration {
    @Bean
    public WebSecurityCustomizer webSecurityCustomizer() {
        return (web) -> web.ignoring().antMatchers("/api1", "/api2");
    }
}

以前WebSecurityConfigurerAdapter配置AuthenticationManager是通过重写父类的方法来获取这个 Bean：

@Configuration
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
    @Override
    @Bean
    public AuthenticationManager authenticationManagerBean() throws Exception {
        return super.authenticationManagerBean();
    }
}

6.0后则需要单独创建AuthenticationManager这个bean：

@Configuration
public class SecurityConfig {

    @Autowired
    UserService userService;

    @Bean
    AuthenticationManager authenticationManager() {
        DaoAuthenticationProvider daoAuthenticationProvider = new DaoAuthenticationProvider();
        daoAuthenticationProvider.setUserDetailsService(userService);
        ProviderManager pm = new ProviderManager(daoAuthenticationProvider);
        return pm;
    }
}

也可以从 HttpSecurity 中提取出来 AuthenticationManager：

@Configuration
public class SpringSecurityConfiguration {

    AuthenticationManager authenticationManager;

    @Autowired
    UserDetailsService userDetailsService;

    @Bean
    public SecurityFilterChain filterChain(HttpSecurity http) throws Exception {

        AuthenticationManagerBuilder authenticationManagerBuilder = http.getSharedObject(AuthenticationManagerBuilder.class);
        authenticationManagerBuilder.userDetailsService(userDetailsService);
        authenticationManager = authenticationManagerBuilder.build();

        http.csrf().disable().cors().disable().authorizeHttpRequests().antMatchers("/api/v1/account/register", "/api/v1/account/auth").permitAll()
            .anyRequest().authenticated()
            .and()
            .authenticationManager(authenticationManager)
            .sessionManagement().sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS);
        return http.build();
    }
}

Spring Security 的底层实际上就是一堆过滤器，所以我们之前在 configure(HttpSecurity) 方法中的配置，实际上就是配置过滤器链。现在过滤器链的配置，我们通过提供一个 SecurityFilterChain Bean 来配置过滤器链，SecurityFilterChain 是一个接口，这个接口只有一个实现类 DefaultSecurityFilterChain，构建 DefaultSecurityFilterChain 的第一个参数是拦截规则，也就是哪些路径需要拦截，第二个参数则是过滤器链，如果给了一个空集合，不设置忽略的路径请求， Spring Security 会拦截下所有的请求，然后在一个空集合中走一圈就结束了，相当于不拦截任何请求。

2.2 使用 Lambda表达式

and() 方法将被移除：
在这里插入图片描述
从上面 and 方法的注释中小伙伴们可以看到，官方现在是在推动基于 Lambda 的配置来代替传统的链式配置。

2.3 自定义 JSON 登录

Spring Security 默认处理登录数据的过滤器是 UsernamePasswordAuthenticationFilter，在这个过滤器中，系统会通过 request.getParameter(this.passwordParameter) 的方式将用户名和密码读取出来，很明显这就要求前端传递参数的形式是 key-value。
步骤为：

  1. 首先我们获取请求头，根据请求头的类型来判断请求参数的格式。
  2. 如果是 JSON 格式的参数，就在 if 中进行处理，否则说明是 key-value 形式的参数，那么我们就调用父类的方法进行处理即可。JSON 格式的参数的处理逻辑和 key-value 的处理逻辑是一致的，唯一不同的是参数的提取方式不同而已。
  3. 最后，我们还需要对这个过滤器进行配置：
@Configuration
public class SecurityConfig {

    @Autowired
    UserService userService;

    @Bean
    JsonLoginFilter jsonLoginFilter() {
        JsonLoginFilter filter = new JsonLoginFilter();
        filter.setAuthenticationSuccessHandler((req,resp,auth)->{
            resp.setContentType("application/json;charset=utf-8");
            PrintWriter out = resp.getWriter();
            //获取当前登录成功的用户对象
            User user = (User) auth.getPrincipal();
            user.setPassword(null);
            RespBean respBean = RespBean.ok("登录成功", user);
            out.write(new ObjectMapper().writeValueAsString(respBean));
        });
        filter.setAuthenticationFailureHandler((req,resp,e)->{
            resp.setContentType("application/json;charset=utf-8");
            PrintWriter out = resp.getWriter();
            RespBean respBean = RespBean.error("登录失败");
            if (e instanceof BadCredentialsException) {
                respBean.setMessage("用户名或者密码输入错误，登录失败");
            } else if (e instanceof DisabledException) {
                respBean.setMessage("账户被禁用，登录失败");
            } else if (e instanceof CredentialsExpiredException) {
                respBean.setMessage("密码过期，登录失败");
            } else if (e instanceof AccountExpiredException) {
                respBean.setMessage("账户过期，登录失败");
            } else if (e instanceof LockedException) {
                respBean.setMessage("账户被锁定，登录失败");
            }
            out.write(new ObjectMapper().writeValueAsString(respBean));
        });
        filter.setAuthenticationManager(authenticationManager());
        filter.setFilterProcessesUrl("/login");
        return filter;
    }

    @Bean
    AuthenticationManager authenticationManager() {
        DaoAuthenticationProvider daoAuthenticationProvider = new DaoAuthenticationProvider();
        daoAuthenticationProvider.setUserDetailsService(userService);
        ProviderManager pm = new ProviderManager(daoAuthenticationProvider);
        return pm;
    }

    @Bean
    SecurityFilterChain securityFilterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
        //开启过滤器的配置
        http.authorizeHttpRequests()
                //任意请求，都要认证之后才能访问
                .anyRequest().authenticated()
                .and()
                //开启表单登录，开启之后，就会自动配置登录页面、登录接口等信息
                .formLogin()
                //和登录相关的 URL 地址都放行
                .permitAll()
                .and()
                //关闭 csrf 保护机制，本质上就是从 Spring Security 过滤器链中移除了 CsrfFilter
                .csrf().disable();
        http.addFilterBefore(jsonLoginFilter(), UsernamePasswordAuthenticationFilter.class);
        return http.build();
    }

}

这里就是配置一个 JsonLoginFilter 的 Bean，并将之添加到 Spring Security 过滤器链中即可。在 Spring Boot3 之前（Spring Security6 之前），上面这段代码就可以实现 JSON 登录了。
但是从 Spring Boot3 开始，则存在问题，具体表现就是：当你调用登录接口登录成功之后，再去访问系统中的其他页面，又会跳转回登录页面，说明访问登录之外的其他接口时，系统不知道你已经登录过了。

在 Spring Boot3 之前，Spring Security 过滤器链中有一个名为 SecurityContextPersistenceFilter 的过滤器，这个过滤器在 Spring Boot2.7.x 中废弃了，但是还在使用，在 Spring Boot3 中则被从 Spring Security 过滤器链中移除了，取而代之的是一个名为 SecurityContextHolderFilter 的过滤器。

先来看 SecurityContextPersistenceFilter 的核心逻辑：

private void doFilter(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain chain)
        throws IOException, ServletException {
    HttpRequestResponseHolder holder = new HttpRequestResponseHolder(request, response);
    SecurityContext contextBeforeChainExecution = this.repo.loadContext(holder);
    try {
        SecurityContextHolder.setContext(contextBeforeChainExecution);
        chain.doFilter(holder.getRequest(), holder.getResponse());
    }
    finally {
        SecurityContext contextAfterChainExecution = SecurityContextHolder.getContext();
        SecurityContextHolder.clearContext();
        this.repo.saveContext(contextAfterChainExecution, holder.getRequest(), holder.getResponse());
    }
}
  1. 首先，这个过滤器位于整个 Spring Security 过滤器链的第三个，是非常靠前的。
  2. 当登录请求经过这个过滤器的时候，首先会尝试从 SecurityContextRepository（上文中的 this.repo）中读取到 SecurityContext 对象，这个对象中保存了当前用户的信息，第一次登录的时候，这里实际上读取不到任何用户信息。
  3. 将读取到的 SecurityContext 存入到 SecurityContextHolder 中，默认情况下，SecurityContextHolder 中通过 ThreadLocal 来保存 SecurityContext 对象，也就是当前请求在后续的处理流程中，只要在同一个线程里，都可以直接从 SecurityContextHolder 中提取到当前登录用户信息。
  4. 请求继续向后执行。
  5. 在 finally 代码块中，当前请求已经结束了，此时再次获取到 SecurityContext，并清空 SecurityContextHolder 防止内存泄漏
  6. 然后调用 this.repo.saveContext 方法保存当前登录用户对象（实际上是保存到 HttpSession 中）
  7. 以后其他请求到达的时候，执行前面第 2 步的时候，就读取到当前用户的信息了，在请求后续的处理过程中，Spring Security 需要知道当前用户的时候，会自动去 SecurityContextHolder 中读取当前用户信息。

这就是 Spring Security 认证的一个大致流程。

然而，到了 Spring Boot3 之后，这个过滤器被 SecurityContextHolderFilter 取代了，我们来看下 SecurityContextHolderFilter 过滤器的一个关键逻辑：

private void doFilter(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain chain)
        throws ServletException, IOException {
    Supplier<SecurityContext> deferredContext = this.securityContextRepository.loadDeferredContext(request);
    try {
        this.securityContextHolderStrategy.setDeferredContext(deferredContext);
        chain.doFilter(request, response);
    }
    finally {
        this.securityContextHolderStrategy.clearContext();
        request.removeAttribute(FILTER_APPLIED);
    }
}

通过这段逻辑代码我们发现前面的逻辑基本上还是一样的，不一样的是 finally 中的代码，finally 中少了一步向 HttpSession 保存 SecurityContext 的操作。
未处理加入SecurityContextHolderFilter过滤器之前用户登录成功后，用户信息没有保存到 HttpSession，导致下一次请求到达的时候，无法从 HttpSession 中读取到 SecurityContext 存到 SecurityContextHolder 中，在后续的执行过程中，Spring Security 就会认为当前用户没有登录。这就是问题的原因！

问题解决：

Spring Security 提供了一个修改的入口，在 org.springframework.security.web.authentication.AbstractAuthenticationProcessingFilter#successfulAuthentication 方法中，源码如下：

protected void successfulAuthentication(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain chain,
        Authentication authResult) throws IOException, ServletException {
    SecurityContext context = this.securityContextHolderStrategy.createEmptyContext();
    context.setAuthentication(authResult);
    this.securityContextHolderStrategy.setContext(context);
    this.securityContextRepository.saveContext(context, request, response);
    this.rememberMeServices.loginSuccess(request, response, authResult);
    if (this.eventPublisher != null) {
        this.eventPublisher.publishEvent(new InteractiveAuthenticationSuccessEvent(authResult, this.getClass()));
    }
    this.successHandler.onAuthenticationSuccess(request, response, authResult);
}

这个方法是当前用户登录成功之后的回调方法，小伙伴们看到，在这个回调方法中，有一句 this.securityContextRepository.saveContext(context, request, response);，这就表示将当前登录成功的用户信息存入到 HttpSession 中。

在当前过滤器中，securityContextRepository 的类型是 RequestAttributeSecurityContextRepository，这个表示将 SecurityContext 存入到当前请求的属性中，那很明显，在当前请求结束之后，这个数据就没了。在 Spring Security 的自动化配置类中，将 securityContextRepository 属性指向了 DelegatingSecurityContextRepository，这是一个代理的存储器，代理的对象是 RequestAttributeSecurityContextRepository 和 HttpSessionSecurityContextRepository，所以在默认的情况下，用户登录成功之后，在这里就把登录用户数据存入到 HttpSessionSecurityContextRepository 中了。

当我们自定义了登录过滤器之后，就破坏了自动化配置里的方案了，这里使用的 securityContextRepository 对象就真的是 RequestAttributeSecurityContextRepository 了，所以就导致用户后续访问时系统以为用户未登录。

那么解决方案很简单，我们只需要为自定义的过滤器指定 securityContextRepository 属性的值就可以了，如下：

@Bean
JsonLoginFilter jsonLoginFilter() {
    JsonLoginFilter filter = new JsonLoginFilter();
    filter.setAuthenticationSuccessHandler((req,resp,auth)->{
        resp.setContentType("application/json;charset=utf-8");
        PrintWriter out = resp.getWriter();
        //获取当前登录成功的用户对象
        User user = (User) auth.getPrincipal();
          user.setPassword(null);
        RespBean respBean = RespBean.ok("登录成功", user);
        out.write(new ObjectMapper().writeValueAsString(respBean));
    });
    filter.setAuthenticationFailureHandler((req,resp,e)->{
        resp.setContentType("application/json;charset=utf-8");
        PrintWriter out = resp.getWriter();
        RespBean respBean = RespBean.error("登录失败");
        if (e instanceof BadCredentialsException) {
            respBean.setMessage("用户名或者密码输入错误，登录失败");
        } else if (e instanceof DisabledException) {
            respBean.setMessage("账户被禁用，登录失败");
        } else if (e instanceof CredentialsExpiredException) {
            respBean.setMessage("密码过期，登录失败");
        } else if (e instanceof AccountExpiredException) {
            respBean.setMessage("账户过期，登录失败");
        } else if (e instanceof LockedException) {
            respBean.setMessage("账户被锁定，登录失败");
        }
        out.write(new ObjectMapper().writeValueAsString(respBean));
    });
    filter.setAuthenticationManager(authenticationManager());
    filter.setFilterProcessesUrl("/login");
    filter.setSecurityContextRepository(new HttpSessionSecurityContextRepository());
    return filter;
}

最后调用 setSecurityContextRepository 方法设置一下就行。Spring Boot3.x 之前之所以不用设置这个属性，是因为这里虽然没保存最后还是在 SecurityContextPersistenceFilter 过滤器中保存了。

在登录成功之后，开发者自己手动将数据存入到 HttpSession 中，这样就能确保下个请求到达的时候，能够从 HttpSession 中读取到有效的数据存入到 SecurityContextHolder 中。

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