Spring Security（常见过滤器介绍）

Spring Security是一个基于Spring框架的安全性解决方案，为Java应用程序提供了一套全面的安全解决方案。

一、概述
Spring Security是Spring采用AOP（面向切面编程）思想，基于servlet过滤器实现的安全框架。它致力于保护基于Spring的应用程序，并成为了这类应用的事实上的安全标准。Spring Security提供了完善的认证机制和方法级的授权功能，是一款非常优秀的权限管理框架。

二、核心功能
Spring Security的核心功能包括认证和授权两大方面：

1. 认证（Authentication）：

   • 认证是确定用户身份的过程。在Spring Security中，认证是指确认用户是谁，并且验证用户提供的凭证（例如用户名和密码）是否正确。
   • Spring Security支持的认证方式有多种，包括用户名和密码、OAuth2.0登录、SAML2.0登录、中央认证服务器（CAS）、记住我、JAAS身份认证、OpenID、预身份验证方案、X509认证等。

2. 授权（Authorization）：

   • 授权是确定用户是否有权进行某个操作的过程。在Spring Security中，授权是指根据用户的身份和角色，授予用户访问应用程序资源的权限。
   • Spring Security支持的授权方案有基于过滤器授权、基于表达式访问控制、安全对象实现、方法安全、域对象安全（ACL）等。

三、特性与优势

1. 全面的安全性支持：

   • Spring Security不仅提供了认证和授权功能，还集成了一系列安全措施，包括防止会话固定、点击劫持、跨站点请求伪造（CSRF）等攻击。
   • 它还支持XSS（跨站脚本）攻击防范、安全请求头、HTTPS、HTTP防火墙等安全功能。

2. 可扩展性与灵活性：

   • Spring Security提供了一系列可扩展的模块，可以根据具体需求进行选择和配置。例如，可以选择不同的身份验证方式、授权方式、密码编码器等。
   • 开发人员可以通过自定义过滤器、配置安全规则等方式，轻松扩展Spring Security的功能。

3. 易用性：

   • Spring Security提供了一系列快捷配置选项，使开发人员能够更轻松地实现认证和授权等功能。
   • 它还支持基于注解的安全控制方式，可以在方法级别上实现安全控制。

4. 社区支持与更新维护：

   • 作为Spring生态系统的一部分，Spring Security得到了广泛的社区支持和更新维护。这意味着开发人员可以获得持续的技术支持和功能更新。

四、工作原理
Spring Security的工作原理基于过滤器链（Filter Chain）和安全上下文（Security Context）。在Web应用程序中，请求经过一系列过滤器处理后才能到达控制器。Spring Security提供了一系列过滤器来处理认证、授权、防止CSRF攻击等方面的问题。这些过滤器将安全相关的信息存储在一个安全上下文中，包括当前用户的身份信息、所拥有的权限、会话信息等。

五、配置与使用
在Spring Boot项目中，使用Spring Security通常只需要引入相应的依赖，并进行简单的配置即可。例如，可以通过继承WebSecurityConfigurerAdapter类并添加@EnableWebSecurity注解来配置Spring Security。此外，还可以使用@EnableGlobalMethodSecurity注解来开启Spring的方法级安全功能。

在配置过程中，可以自定义用户认证方式（如使用数据库用户认证方式登录）、密码编码器（如BCryptPasswordEncoder）、自定义过滤器等。同时，还可以配置安全规则来决定哪些资源需要认证和授权才能访问。

Spring Security 常见过滤器梳理
Spring Security，作为Java平台上的一个强大且灵活的安全框架，为Web应用程序提供了全面的安全解决方案，包括认证、授权、加密、会话管理等。其核心机制之一就是过滤器链（Filter Chain），该机制允许开发者通过一系列精心设计的过滤器来控制和保护HTTP请求的处理过程。

Spring Security的过滤器链遵循Servlet规范，通过在应用启动时注册一系列的过滤器来拦截HTTP请求，每个过滤器都有明确的职责，共同构建起一套完整的安全防护体系。这些过滤器的执行顺序至关重要，它们依次检查并处理请求，直至请求到达最终的目标处理器或因某个条件未满足而被拒绝。

介绍

1. SecurityContextPersistence
   Filter功能：此过滤器负责在每个请求的开始和结束时维护SecurityContext（安全上下文）。它尝试从会话或请求中恢复已有的SecurityContext，并在请求结束时将其存回。这是维持用户认证状态的关键组件。

2. LogoutFilter
   功能：处理用户的注销请求，如/logout URL。它会清除用户的会话信息、安全上下文以及可能的Remember-Me cookie，确保用户完全退出系统。

3. UsernamePasswordAuthenticationFilter
   功能：处理基于表单的登录认证请求，通常与loginProcessingUrl配置的URL关联。它负责解析提交的用户名和密码，并尝试认证用户。成功后，它会将认证信息设置到SecurityContext中。

4. DefaultLoginPageGeneratingFilter / DefaultLogoutPageGeneratingFilter
   功能：前者负责生成默认的登录页面，后者负责生成默认的注销登录页面。

5. BasicAuthenticationFilter
   功能：处理HTTP Basic认证，当请求头中携带Authorization头时，该过滤器会提取并验证这些凭据，用于简单的API认证场景。

6. RememberMeAuthenticationFilter
   功能：实现“记住我”功能，根据cookie中的令牌自动登录用户。它使用Remember-Me服务来验证令牌的有效性，并据此恢复用户的身份信息。

7. AnonymousAuthenticationFilter
   功能：为未认证的用户提供一个匿名身份，确保即使未登录的用户也有一个可以识别的Principal，便于授权决策。

8. SessionManagementFilter
   功能：管理会话生命周期，支持会话固定防护、并发会话控制等功能。它与SessionRegistry等组件协作，确保会话安全。

9. ExceptionTranslationFilter
   功能：捕获由其他过滤器抛出的异常，并将安全相关的异常转换为HTTP响应，如重定向到登录页面或显示错误信息。

10. AuthorizationFilter
    功能：核心的授权过滤器（以前旧版是 FilterSecurityInterceptor），基于配置的访问规则（如表达式语言或访问决策管理器）决定是否允许请求继续。它执行访问控制列表（ACL）检查，决定是否授予访问权限。

高级和定制化过滤器
除上述基础过滤器外，Spring Security还支持多种高级功能，如OAuth2、JWT、X509证书认证等，它们各自有对应的过滤器和配置接口。

• OAuth2LoginConfigurer 和 OAuth2AuthorizationServerConfigurer：分别用于实现OAuth2客户端认证和作为OAuth2授权服务器。
• JwtConfigurer：处理JWT令牌的验证和解析，支持无状态认证。
• X509Configurer：处理基于X.509证书的客户端身份验证，适用于企业内部的HTTPS通信。
• CsrfFilter：提供跨站请求伪造（CSRF）的防护机制。

配置与定制
Spring Security提供了高度可定制的配置方式，通过Java配置类或XML配置来调整过滤器链。从Spring Security 5.7.0-M2开始，WebSecurityConfigurerAdapter被废弃，推荐使用功能性配置方式，如下面的示例所示：

@Bean
SecurityFilterChain securityFilterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
    http
            .authorizeHttpRequests(a ->
                    a
                            .anyRequest().authenticated())
            .formLogin(f -> f
                    .usernameParameter("uname")
                    .passwordParameter("password")
                    .loginPage("/login.html")
                    .loginProcessingUrl("/login")
                    .successHandler(successHandler())
                    .failureHandler((request, response, exception) -> {
                        response.getWriter().write("error");
                    })
                    .permitAll())
            .logout(l -> l
                    .logoutRequestMatcher(new OrRequestMatcher(
                            new AntPathRequestMatcher("/logout1", "GET"),
                            new AntPathRequestMatcher("/logout2", "POST")))
                    .defaultLogoutSuccessHandlerFor((request, response, authentication) -> {
                        response.getWriter().write("logout1-logout");
                    }, new AntPathRequestMatcher("/logout1", "GET"))
                    .defaultLogoutSuccessHandlerFor((request, response, authentication) -> {
                        response.getWriter().write("logout2-logout");
                    }, new AntPathRequestMatcher("/logout2", "POST"))
                    .invalidateHttpSession(true)
                    .deleteCookies()
                    .clearAuthentication(true)
                    .permitAll())
            .csrf(c -> c.disable());
    return http.build();
}

这段代码演示了基本的配置，包括允许公共资源访问、定义登录页面、启用表单登录和注销功能。更复杂的配置如OAuth2、JWT等，则需要进一步引入相应的配置类和方法。