Spring Security(5.x, 6.x ) RBAC访问控制

在 Spring Security 中,基于不同版本实现 RBAC(基于角色的访问控制)功能有一些不同的方式。RBAC 的基本原理是:定义用户、角色和权限的关系,并控制不同用户对资源的访问

Spring Security 不同版本的实现主要在配置方法、注解支持、以及代码风格上有所不同。以下是不同版本的 RBAC 配置方式和实现思路。

https://docs.spring.io/spring-security/reference/index.html

Spring Security 5.x 及以前的版本

在 Spring Security 5.x 版本中,RBAC 的实现一般是通过 WebSecurityConfigurerAdapter 类来配置 URL 访问规则、角色、权限等。方法级的权限控制通过 @EnableGlobalMethodSecurity 注解开启。

1. 数据库表设计(通用)

RBAC 设计的数据库表包括 用户(User)角色(Role)权限(Permission)。基本表结构可以参考如下设计:

-- 用户表
CREATE TABLE users (
    id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    username VARCHAR(50) UNIQUE NOT NULL,
    password VARCHAR(100) NOT NULL,
    enabled BOOLEAN DEFAULT TRUE
);

-- 角色表
CREATE TABLE roles (
    id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    role_name VARCHAR(50) UNIQUE NOT NULL
);

-- 用户角色关联表(多对多)
CREATE TABLE user_roles (
    user_id BIGINT,
    role_id BIGINT,
    PRIMARY KEY (user_id, role_id),
    FOREIGN KEY (user_id) REFERENCES users(id) ON DELETE CASCADE,
    FOREIGN KEY (role_id) REFERENCES roles(id) ON DELETE CASCADE
);

-- 权限表
CREATE TABLE permissions (
    id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    permission_name VARCHAR(50) UNIQUE NOT NULL
);

-- 角色权限关联表(多对多)
CREATE TABLE role_permissions (
    role_id BIGINT,
    permission_id BIGINT,
    PRIMARY KEY (role_id, permission_id),
    FOREIGN KEY (role_id) REFERENCES roles(id) ON DELETE CASCADE,
    FOREIGN KEY (permission_id) REFERENCES permissions(id) ON DELETE CASCADE
);
2. WebSecurityConfigurerAdapter 配置类

WebSecurityConfigurerAdapter 是 Spring Security 5 及以前版本的主要配置方式。以下是配置方法:

import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.security.config.annotation.authentication.builders.AuthenticationManagerBuilder;
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.UserDetailsService;
import org.springframework.security.crypto.bcrypt.BCryptPasswordEncoder;
import org.springframework.security.crypto.password.PasswordEncoder;

@Configuration
@EnableWebSecurity
@EnableGlobalMethodSecurity(prePostEnabled = true) // 开启方法级别的权限控制
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {

    private final UserDetailsService userDetailsService;

    public SecurityConfig(UserDetailsService userDetailsService) {
        this.userDetailsService = userDetailsService;
    }

    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http
            .authorizeRequests()
                .antMatchers("/admin/**").hasRole("ADMIN")  // 配置 URL 权限
                .antMatchers("/user/**").hasAnyRole("USER", "ADMIN")
                .anyRequest().authenticated() // 其他请求都需要认证
                .and()
            .formLogin()
                .permitAll()
                .and()
            .logout()
                .permitAll();
    }

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

    public PasswordEncoder passwordEncoder() {
        return new BCryptPasswordEncoder();
    }
}
3. 方法级别权限控制

启用方法级别的安全注解后,可以在服务层或控制器层方法上直接使用 @PreAuthorize@Secured 注解来控制权限。

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

@Service
public class MyService {

    @PreAuthorize("hasRole('ADMIN')")
    public void adminMethod() {
        // 只有 ADMIN 角色的用户可以访问
    }

    @PreAuthorize("hasAnyRole('ADMIN', 'USER')")
    public void userOrAdminMethod() {
        // 只有 ADMIN 或 USER 角色的用户可以访问
    }
}

Spring Security 6.x 及以后的版本

Spring Security 6.x 中,WebSecurityConfigurerAdapter 已被弃用,推荐使用 SecurityFilterChain 配置和 @EnableMethodSecurity 注解。

1. SecurityFilterChain 配置类

不再继承 WebSecurityConfigurerAdapter,而是使用 SecurityFilterChain 来配置安全规则。同时,方法级别的权限控制启用方式从 @EnableGlobalMethodSecurity 改为 @EnableMethodSecurity

package com.pbn.demo013.config;


import com.alibaba.fastjson2.JSON;
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.core.userdetails.User;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetailsService;
import org.springframework.security.provisioning.InMemoryUserDetailsManager;
import org.springframework.security.web.SecurityFilterChain;

import java.util.HashMap;

import static org.springframework.security.config.Customizer.withDefaults;

@Configuration
@EnableWebSecurity//Spring项目总需要添加此注解,SpringBoot项目中不需要
public class WebSecurityConfig {
    /*过滤链*/

    @Bean
    public SecurityFilterChain filterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
        //authorizeRequests():开启授权保护
        //anyRequest():对所有请求开启授权保护
        //authenticated():

        // 3用户-角色-资源 开启授权保护
       /* http.authorizeRequests(
                authorize -> authorize
                        //具有管理员角色的用户可以访问/user/**
                        .requestMatchers("/user/**").hasRole("ADMIN")
                        //对所有请求开启授权保护
                        .anyRequest()
                        //已认证的请求会被自动授权
                        .authenticated()
        );*/
//       硬编码 2 用户-权限-资源
//        http.authorizeRequests(
//                authorize -> authorize
//                        //具有USER_LIST权限的用户可以访问/user/list
//                        .requestMatchers("/user/list").hasAuthority("USER_LIST")
//                        //具有USER_ADD权限的用户可以访问/user/add
//                        .requestMatchers("/user/add").hasAuthority("USER_ADD")
//                        //对所有请求开启授权保护
//                        .anyRequest()
//                        //已认证的请求会被自动授权
//                        .authenticated()
//        );

//        ----1 默认权限
        http.authorizeRequests(authorize -> authorize.anyRequest().authenticated());
//                .formLogin(withDefaults()); //表单授权方式  //3个
//        登录认证
        http.formLogin(form -> {
            form
                    .loginPage("/login").permitAll() //登录页面无需授权即可访问
                    .usernameParameter("username") //自定义表单用户名参数,默认是username
                    .passwordParameter("password") //自定义表单密码参数,默认是password
                    .failureUrl("/login?error") //登录失败的返回地址
                    .successHandler(new MyAuthenticationSuccessHandler()) //认证成功时的处理
                    .failureHandler(new MyAuthenticationFailureHandler()); //认证失败时的处理
        }); //使用表单授权方式
//                .httpBasic(withDefaults());//基本授权方式


        //关闭csrf攻击防御
        http.csrf((csrf) -> {
            csrf.disable();
        });
//登出
        http.logout(logout -> {
            logout.logoutSuccessHandler(new MyLogoutSuccessHandler()); //注销成功时的处理
        });
//跨域处理
        http.cors(withDefaults());
//会话管理 单个并发
        http.sessionManagement(session -> {
            session
                    .maximumSessions(1)
                    .expiredSessionStrategy(new MySessionInformationExpiredStrategy());
        });

//        //错误处理
//        http.exceptionHandling(exception -> {
//            exception.authenticationEntryPoint(new MyAuthenticationEntryPoint());//请求未认证的接口
//        });
        //错误处理 授权异常 request处理
        http.exceptionHandling(exception -> {
            exception.authenticationEntryPoint(new MyAuthenticationEntryPoint());//请求未认证的接口
//            匿名内部类,lambda
//            exception.accessDeniedHandler(new MyAccessDeniedHandler());
            exception.accessDeniedHandler((request, response, e) -> { //请求未授权的接口

                //创建结果对象
                HashMap result = new HashMap();
                result.put("code", -1);
                result.put("message", "没有权限");

                //转换成json字符串
                String json = JSON.toJSONString(result);

                //返回响应
                response.setContentType("application/json;charset=UTF-8");
                response.getWriter().println(json);
            });
        });
        return http.build();
    }
}

DBUserDetailsManager 是 Spring Security 中的一个实现类

它实现了 UserDetailsManagerUserDetailsPasswordService 接口。这两个接口分别提供了对用户数据的操作方法和密码处理的方法。DBUserDetailsManager 为开发者提供了一套完整的用户管理解决方案,包括用户账户的创建、删除、更新以及密码管理等功能,特别适用于需要基于数据库进行用户认证和授权的应用场景。通过实现 UserDetailsManagerUserDetailsPasswordService 接口,DBUserDetailsManager 能够很好地集成到 Spring Security 的安全框架中,提供强大的用户安全管理能力。

UserDetailsManager

UserDetailsManager 接口定义了一系列用于管理用户账户的方法,包括创建、删除、更新用户信息等。这些方法允许应用程序动态地管理用户账户,而不需要重启应用或手动修改数据库。具体来说,UserDetailsManager 提供了以下功能:

  • createUser(UserDetails user): 创建一个新的用户。
  • updateUser(UserDetails user): 更新现有的用户信息。
  • deleteUser(String username): 删除指定用户名的用户。
  • changePassword(String oldPassword, String newPassword): 允许用户更改自己的密码。
  • userExists(String username): 检查指定的用户名是否存在。

UserDetailsPasswordService

UserDetailsPasswordService 接口提供了一个方法,用于处理用户密码的更新。当用户尝试更改密码时,可以通过这个服务来更新数据库中的密码。这个接口的主要方法是:

  • UserDetails updatePassword(UserDetails user, String newPassword): 更新用户的密码,并返回更新后的 UserDetails 对象。

DBUserDetailsManager

DBUserDetailsManagerUserDetailsManagerUserDetailsPasswordService 的实现类,它提供了具体的实现,以便于在基于数据库的用户管理系统中使用。DBUserDetailsManager 通常会与一个 JdbcUserDetailsManager 或其他数据访问对象(DAO)一起工作,以实际地与数据库交互,执行用户管理操作。

  • 数据源配置DBUserDetailsManager 需要配置一个数据源(DataSource),以便连接到数据库。
  • 用户表结构:它假设数据库中存在一个符合Spring Security要求的用户表结构,包括用户名、密码、权限等字段。
  • 密码编码DBUserDetailsManager 支持使用不同的密码编码器(如BCryptPasswordEncoder),以安全的方式存储和验证用户密码。
package com.pbn.demo013.config;


import com.baomidou.mybatisplus.core.conditions.query.QueryWrapper;
import com.pbn.demo013.entity.User;
import com.pbn.demo013.mapper.UserMapper;
import jakarta.annotation.Resource;
import org.springframework.security.core.GrantedAuthority;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetails;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetailsPasswordService;
import org.springframework.security.core.userdetails.UsernameNotFoundException;
import org.springframework.security.provisioning.UserDetailsManager;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;

@Component
public class DBUserDetailsManager implements UserDetailsManager, UserDetailsPasswordService {

    @Resource
    private UserMapper userMapper;

    @Override
    public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {

        QueryWrapper<User> queryWrapper = new QueryWrapper<>();
        queryWrapper.eq("username", username);
        User user = userMapper.selectOne(queryWrapper);
        if (user == null) {
            throw new UsernameNotFoundException(username);
        } else {
//            Collection<GrantedAuthority> authorities = new ArrayList<>();

//            Collection<GrantedAuthority> authorities = new ArrayList<>();
//            authorities.add(()->"USER_LIST");
//            authorities.add(()->"USER_ADD");

//            return new org.springframework.security.core.userdetails.User(
//                    user.getUsername(),
//                    user.getPassword(),
//                    user.getEnabled(),
//                    true, //用户账号是否过期
//                    true, //用户凭证是否过期
//                    true, //用户是否未被锁定
//                    authorities); //权限列表
            return org.springframework.security.core.userdetails.User
                    .withUsername(user.getUsername())
                    .password(user.getPassword())
//                    .roles("ADMIN")
//                    .roles("ADMIN1")
                    .authorities("USER_ADD", "USER_UPDATE") //roles,authorities相互覆盖
                    .build();
        }
    }

    @Override
    public UserDetails updatePassword(UserDetails user, String newPassword) {
        return null;
    }

    @Override
    public void createUser(UserDetails userDetails) {

        User user = new User();
        user.setUsername(userDetails.getUsername());
        user.setPassword(userDetails.getPassword());
        user.setEnabled(true);
        userMapper.insert(user);
    }

    @Override
    public void updateUser(UserDetails user) {

    }

    @Override
    public void deleteUser(String username) {

    }

    @Override
    public void changePassword(String oldPassword, String newPassword) {

    }

    @Override
    public boolean userExists(String username) {
        return false;
    }
}


2. 使用 @PreAuthorize@RolesAllowed 进行方法级别控制

在 Spring Security 6 中,@EnableMethodSecurity 启用后,仍可以使用 @PreAuthorize 等注解来实现方法级别的权限控制:

package com.pbn.demo013.controller;


import com.pbn.demo013.entity.User;
import com.pbn.demo013.service.UserService;
import jakarta.annotation.Resource;
import org.springframework.security.access.prepost.PreAuthorize;
import org.springframework.security.config.annotation.method.configuration.EnableMethodSecurity;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

import java.util.List;

@RestController
@RequestMapping("/user")
@EnableMethodSecurity //方法的授权
public class UserController {

    @Resource
    public UserService userService;

    @PreAuthorize("hasRole('ADMIN') and authentication.name == 'admim'")
    @GetMapping("/list")
    public List<User> getList(){
        return userService.list();
    }

    @PreAuthorize("hasAuthority('USER_ADD')")
    @PostMapping("/add")
    public void add(@RequestBody User user){
        userService.saveUserDetails(user);
    }

}
3. 配置基于角色的访问控制逻辑

基于角色的访问控制逻辑可以通过 SecurityFilterChain 中的 authorizeHttpRequests() 方法来配置,以匹配不同的 URL 路径。新的 requestMatchers() 方法替代了以前的 antMatchers() 方法,以更好地支持多种路径匹配。

小结

功能 Spring Security 5.x Spring Security 6.x
配置类 WebSecurityConfigurerAdapter SecurityFilterChain
方法级权限控制注解启用 @EnableGlobalMethodSecurity @EnableMethodSecurity
URL 匹配方法 antMatchers()
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