一篇文章带你入门 SpringSecurity实现密码加密和解码

逃离我推掉我的手 2022-12-10 12:25 837阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *  一、加密和解密
     *   *  1. 为什么要加密
         *  2. 加密方案
         *  3. PasswordEncoder
     *  二、前期准备
     *  二、用户配置
     *   *  1. 配置文件
         *  2. 配置类

## 一、加密和解密 ##

### 1. 为什么要加密 ###

2011 年 12 月 21 日，有人在网络上公开了一个包含 600 万个 CSDN 用户资料的数据库，数据全部为明文储存，包含用户名、密码以及注册邮箱。事件发生后 CSDN 在微博、官方网站等渠道发出了声明，解释说此数据库系 2009 年备份所用，因不明原因泄露，已经向警方报案，后又在官网发出了公开道歉信。在接下来的十多天里，金山、网易、京东、当当、新浪等多家公司被卷入到这次事件中。整个事件中最触目惊心的莫过于 CSDN 把用户密码明文存储，由于很多用户是多个网站共用一个密码，因此一个网站密码泄露就会造成很大的安全隐患。由于有了这么多前车之鉴，我们现在做系统时，密码都要加密处理。

这次泄密，也留下了一些有趣的事情，特别是对于广大程序员设置密码这一项。人们从 CSDN 泄密的文件中，发现了一些好玩的密码，例如如下这些：

> ppnn13%dkstFeb.1st 这段密码的中文解析是：娉娉袅袅十三余，豆蔻梢头二月初。  
> csbt34.ydhl12s 这段密码的中文解析是：池上碧苔三四点，叶底黄鹂一两声

### 2. 加密方案 ###

密码加密我们一般会用到散列函数，又称散列算法、哈希函数，这是一种从任何数据中创建数字“指纹”的方法。散列函数把消息或数据压缩成摘要，使得数据量变小，将数据的格式固定下来，然后将数据打乱混合，重新创建一个散列值。散列值通常用一个短的随机字母和数字组成的字符串来代表。好的散列函数在输入域中很少出现散列冲突。在散列表和数据处理中，不抑制冲突来区别数据，会使得数据库记录更难找到。我们常用的散列函数有 MD5 消息摘要算法、安全散列算法（Secure Hash Algorithm）。

但是仅仅使用散列函数还不够，为了增加密码的安全性，一般在密码加密过程中还需要加盐，所谓的盐可以是一个随机数也可以是用户名，加盐之后，即使密码明文相同的用户生成的密码密文也不相同，这可以极大的提高密码的安全性。但是传统的加盐方式需要在数据库中有专门的字段来记录盐值，这个字段可能是用户名字段（因为用户名唯一），也可能是一个专门记录盐值的字段，这样的配置比较繁琐。

Spring Security 提供了多种密码加密方案，官方推荐使用 `BCryptPasswordEncoder`，`BCryptPasswordEncoder` 使用 BCrypt 强哈希函数，开发者在使用时可以选择提供 strength 和 SecureRandom 实例。strength 越大，密钥的迭代次数越多，密钥迭代次数为 `2^strength`。strength 取值在 4~31 之间，默认为 10。

不同于 Shiro 中需要自己处理密码加盐，在 Spring Security 中，`BCryptPasswordEncoder` 就自带了盐，处理起来非常方便。

而 `BCryptPasswordEncoder` 就是 PasswordEncoder 接口的实现类。

### 3. PasswordEncoder ###

## 二、前期准备 ##

首先新建一个 Spring Boot 项目，创建时引入 Spring Security 依赖和 web 依赖，如下图：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L25hbmh1YWliZWlhbg_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]  
项目创建成功后，Spring Security 的依赖就添加进来了，在 Spring Boot 中我们加入的是 `spring-boot-starter-security` ，其实主要是这两个：

![在这里插入图片描述][20200926102426939.png_pic_center]  
项目创建成功后，我们添加一个测试的 HelloController，内容如下：

@RestController
    publicclass HelloController { 
        @GetMapping("/hello")
        public String hello() { 
            return"hello";
        }
    }

接下来什么事情都不用做，我们直接来启动项目。

在项目启动过程中，我们会看到如下一行日志：

Using generated security password: 30abfb1f-36e1-446a-a79b-f70024f589ab

这就是 Spring Security 为默认用户 user 生成的临时密码，是一个 `UUID` 字符串。

接下来我们去访问 `http://localhost:8080/hello` 接口，就可以看到自动重定向到登录页面了：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L25hbmh1YWliZWlhbg_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]  
在登录页面，默认的用户名就是 user，默认的登录密码则是项目启动时控制台打印出来的密码，输入用户名密码之后，就登录成功了，登录成功后，我们就可以访问到 `/hello` 接口了。

在 Spring Security 中，默认的登录页面和登录接口，都是 `/login` ，只不过一个是 get 请求（登录页面），另一个是 post 请求（登录接口）。

大家可以看到，非常方便，一个依赖就保护了所有接口

有人说，你怎么知道知道生成的默认密码是一个 UUID 呢？

这个其实很好判断。  
和用户相关的自动化配置类在 `UserDetailsServiceAutoConfiguration` 里边，在该类的 `getOrDeducePassword` 方法中，我们看到如下一行日志：

if (user.isPasswordGenerated()) { 
    	logger.info(String.format("%n%nUsing generated security password: %s%n", user.getPassword()));
    }

毫无疑问，我们在控制台看到的日志就是从这里打印出来的。打印的条件是 `isPasswordGenerated` 方法返回 true，即密码是默认生成的。

进而我们发现，`user.getPassword` 出现在 `SecurityProperties` 中，在 `SecurityProperties` 中我们看到如下定义：

/** * Default user name. */
    private String name = "user";
    /** * Password for the default user name. */
    private String password = UUID.randomUUID().toString();
    private boolean passwordGenerated = true;

可以看到，默认的用户名就是 `user`，默认的密码则是 `UUID`，而默认情况下，`passwordGenerated` 也为 `true`。

## 二、用户配置 ##

默认的密码有一个问题就是每次重启项目都会变，这很不方便。

在正式介绍数据库连接之前，先和大家介绍两种非主流的`用户名/密码`配置方案。

### 1. 配置文件 ###

我们可以在 `application.properties` 中配置默认的用户名密码。

怎么配置呢？上面说的 `SecurityProperties`，默认的用户就定义在它里边，是一个静态内部类，我们如果要定义自己的用户名密码，必然是要去覆盖默认配置，我们先来看下 `SecurityProperties` 的定义：

@ConfigurationProperties(prefix = "spring.security")
    publicclass SecurityProperties { }

这就很清晰了，我们只需要以 `spring.security.user` 为前缀，去定义用户名密码即可：

spring.security.user.name=yolo
    spring.security.user.password=123

这就是我们新定义的用户名密码。

在 `properties` 中定义的用户名密码最终是通过 `set` 方法注入到属性中去的，这里我们顺便来看下 `SecurityProperties.User#setPassword` 方法:

public void setPassword(String password) { 
    	if (!StringUtils.hasLength(password)) { 
    		return;
    	}
    	this.passwordGenerated = false;
    	this.password = password;
    }

从这里我们可以看到，`application.properties` 中定义的密码在注入进来之后，还顺便设置了 `passwordGenerated` 属性为 `false`，这个属性设置为 `false` 之后，控制台就不会打印默认的密码了。

此时重启项目，就可以使用自己定义的用户名/密码登录了。

### 2. 配置类 ###

除了上面的配置文件这种方式之外，我们也可以在配置类中配置用户名/密码。

在配置类中配置，我们就要指定 PasswordEncoder 了，这是一个非常关键的东西。

PasswordEncoder 这个接口中就定义了三个方法：

public interface PasswordEncoder { 
    	String encode(CharSequence rawPassword);
    	boolean matches(CharSequence rawPassword, String encodedPassword);
    	default boolean upgradeEncoding(String encodedPassword) { 
    		returnfalse;
    	}
    }

> （1）encode 方法用来对明文密码进行加密，返回加密之后的密文。  
> （2）matches 方法是一个密码校对方法，在用户登录的时候，将用户传来的明文密码和数据库中保存的密文密码作为参数，传入到这个方法中去，根据返回的 Boolean 值判断用户密码是否输入正确。  
> （3）upgradeEncoding 是否还要进行再次加密，这个一般来说就不用了。

通过下图我们可以看到 PasswordEncoder 的实现类：

![在这里插入图片描述][20200926104545485.png_pic_center]  
具体的配置：

@Configuration
    public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter { 
        @Bean
        PasswordEncoder passwordEncoder() { 
            return NoOpPasswordEncoder.getInstance();
        }
        @Override
        protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception { 
            auth.inMemoryAuthentication()
                    .withUser("yolo")
                    .password("123").roles("admin");
        }
    }

> （1） 首先我们自定义 `SecurityConfig` 继承自 `WebSecurityConfigurerAdapter`，重写里边的 configure 方法。  
> （2）首先我们提供了一个 `PasswordEncoder` 的实例，因为目前的案例还比较简单，因此我暂时先不给密码进行加密，所以返回 `NoOpPasswordEncoder` 的实例即可。  
> （3）configure 方法中，我们通过 `inMemoryAuthentication` 来开启在内存中定义用户，`withUser` 中是用户名，`password` 中则是用户密码，`roles` 中是用户角色。

如果需要配置多个用户，用 and 相连。

> 在没有 Spring Boot 的时候，我们都是 SSM 中使用 Spring Security，这种时候都是在 XML 文件中配置 Spring Security，既然是 XML 文件，标签就有开始有结束，现在的 and 符号相当于就是 XML 标签的结束符，表示结束当前标签，这是个时候上下文会回到 inMemoryAuthentication 方法中，然后开启新用户的配置。

配置完成后，再次启动项目，Java 代码中的配置会覆盖掉 XML 文件中的配置，此时再去访问 /hello 接口，就会发现只有 Java 代码中的用户名/密码才能访问成功。

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