SpringSecurity系列学习(二):密码验证

╰半夏微凉° 2023-10-01 12:41 14阅读 0赞

### 密码存储安全进化史 ###

这一节我们还是积累一些知识，迫不及待想编码的小伙伴再忍忍，打好基础才能避免一些坑，一步一脚印。

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> 最开始的时候，密码是**明文**存储的。黑客只需要攻破你的数据库，就能拿到所有的账号与密码了  
> 为了防止密码泄露，后来在存储密码的时候对密码进行了**哈希**加密，这种加密是不可逆的。这样黑客即使攻破数据库拿到了账号和密码保存的记录，也不能获得真正的密码，因为存储在数据库里的密码是经过哈希加密算法之后的数据。  
> 黑客为了解决这种情况，使用了彩虹表：预先将一些字符串进行哈希加密，然后存储起来。因为现代硬件设备的升级，他们使用性能高的设备，每秒进行多次哈希计算，将结果存储在一个巨大的库中，也就是彩虹表中。如果拿到了你数据库中的密码哈希值，就将其与彩虹表中预先计算好了的哈希值作比较，一旦相等，则说明你密码的明文就是彩虹表中对应的字符串。  
> 为了应付彩虹表的情况，采用了一种叫**加盐**的措施，就是在进行哈希计算的时候，并不完全依赖密码。而是先生成一个随机数，存储在系统的某个地方，然后再使用这个盐值和密码做哈希，这样就加大了黑客破解的难度，彩虹表也就没什么作用了。  
> 再往后发展就变成了**自适应**，随着硬件设备的发展，我们密码的加密也变得越来越高级，这里所谓的高级，其实就是越来越多次的哈希。具体来讲就是:

*  可以配置迭代次数(md5(md5(“password”)))
 *  可以配置的随机的盐值
 *  迭代次数和盐值存储在数据库中
 *  更多的编码格式算法选择:Bcrypt,Scrypt,pdkdf2等等

这种方式除了增加密码存储的复杂度，还能人为的降低认证的响应速度，这样如果黑客使用代码进行暴力破解，没有用这种复杂加密的方式，黑客可能一秒钟进行几千次暴力破解的尝试。采用这种复杂加密的方式，黑客一秒钟只能做几十次甚至一次的程度。  
未来的发展趋势有好几种：比如**多因子认证**，认证不只是依赖于密码，还依赖于三方因素，比如短信验证码，邮箱验证码等等。  
又比如指纹，人脸识别，但是这种方式需要**硬件支持**。  
但是现在来说，密码还是互联网的主流。

### 密码编码器 ###

SpringSecurity对于密码的存储也做了安全设定，保存在数据库的密码都是通过编码之后的，通常我们会采用`BCryptPasswordEncoder`编码器进行编码，这个编码器采用`SHA-256 +随机盐+密钥`对密码进行加密。`SHA`系列是`Hash`算法，不是加密算法，使用加密算法意味着可以解密（这个与编码/解码一样），但是采用`Hash`处理，其过程是不可逆的。

在注册用户的时候，使用`SHA-256+随机盐+密钥`把用户输入的密码进行hash处理，得到密码的hash值，然后将其存入数据库中。

用户登录时，密码匹配阶段并没有进行密码解密（因为密码经过Hash处理，是不可逆的），而是使用相同的算法把用户输入的密码进行hash处理，得到密码的hash值，然后将其与从数据库中查询到的密码hash值进行比较。如果两者相同，说明用户输入的密码正确。

我们写一个简单的demo，配置一下密码的编码器

### 密码编码器demo ###

定义一个密码编码器的bean

@Bean
        public PasswordEncoder passwordEncoder(){
    
            //默认编码算法的Id,新的密码编码都会使用这个id对应的编码器
            String idForEncode = "bcrypt";
            //要支持的多种编码器
            Map encoders = new HashMap();
            encoders.put(idForEncode,new BCryptPasswordEncoder());
    
            //可以使用多种编码器，密码匹配时只要有一种编码器匹配上即可
            //举例：历史原因，之前用的SHA-1编码，现在我们希望新的密码使用bcrypt编码
            //老用户使用SHA-1这种老的编码格式，新用户使用bcrypt这种编码格式，登录过程无缝切换
            //encoders.put("SHA-1",new MessageDigestPasswordEncoder("SHA-1"));
            return new DelegatingPasswordEncoder(idForEncode,encoders);
        }

这里的`DelegatingPasswordEncoder`，允许以不同的格式验证密码，提供升级的可能性。这个东西是为了解决老数据库中，密码使用的编码系统方法较老，但是随着着计算能力的发展，如果不迁移，老的编码系统很容易就会被破解，所以迁移到更安全的编码标准之上是一个必要的过程。

将这个密码编码器配置进安全配置中

/**
     * `@EnableWebSecurity` 注解 deug参数为true时，开启调试模式，会有更多的debug输出
     *
     * @author 硝酸铜
     * @date 2021/6/2
     */
    @EnableWebSecurity(debug = true)
    @Slf4j
    public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
    
        ...
        @Resource
        private PasswordEncoder passwordEncoder;
        ...
    
        @Override
        protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
            //配置从数据库中读取用户信息
            auth.authenticationProvider(daoAuthenticationProvider());
        }
    
        /**
         * 配置 DaoAuthenticationProvider
         * @return DaoAuthenticationProvider
         */
        private DaoAuthenticationProvider daoAuthenticationProvider(){
            DaoAuthenticationProvider daoAuthenticationProvider = new DaoAuthenticationProvider();
            ...
            // 密码编码器
            daoAuthenticationProvider.setPasswordEncoder(passwordEncoder);
            ...
            return daoAuthenticationProvider;
        }
    }

测试一下密码加密的方法:`passwordEncoder.encode()`:

加密后的密码格式:`{编码id}xxxxx`

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那么问题来了，要是我们不想使用旧的编码格式了，就要使用新的，可以将老的密码迁移到新的编码格式下面吗？

答案肯定是可以的，使用`UserDetailsPasswordService`中提供的`updatePassword`方法，这个后面会说明，这里不深入。

其实除了使用SpringSecurity提供的，我们自己也能够实现，具体思路就是在登录的时候，我们会拿到明文的密码，如果认证成功，则我们按照`{id}encodedPassword`这种格式，自行进行加密组装，存储即可。

### 密码的验证规则 ###

密码的验证规则非常复杂，比如要求密码有大小写，长度不能为多少等等，这些规则对于使用者和规则的制定者来说都很痛苦，好在我们可以使用`Passay`框架进行验证，其已经封装好了一些规则。

我们将验证的逻辑封装在注解中，有效的剥离验证逻辑和业务逻辑

对于2个以上属性的复合验证，可以写一个应用于类的注解

### 自定义密码验证demo ###

引入`Passay`依赖和`SpringValication`依赖，我们采用`SpringValication`的方式来验证密码

关于`SpringValication`的内容，请自行了解，这是常用的参数检验的依赖

<properties>
            ...
            <passay.verion>1.6.0</passay.verion>
        </properties>
    
    ...
                <dependency>
                <groupId>org.passay</groupId>
                <artifactId>passay</artifactId>
                <version>${passay.verion}</version>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-starter-validation</artifactId>
            </dependency>

编写密码注解

/**
     * 密码验证注解
     * @author 硝酸铜
     * @date 2021/6/7
     */
    @Target({ElementType.FIELD,ElementType.TYPE,ElementType.ANNOTATION_TYPE})
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Constraint(validatedBy = PasswordValidator.class)
    @Documented
    public @interface ValidPassword {
        String message() default "Invalid Password";
    
        Class<?>[] groups() default {};
    
        Class<? extends Payload>[] payload() default {};
    }

然后实现`ConstraintValidator`接口，实现验证的逻辑，编写密码验证器

import org.passay.*;
    
    import javax.validation.ConstraintValidator;
    import javax.validation.ConstraintValidatorContext;
    import java.util.Arrays;
    
    /**
     * 密码验证器
     * @author 硝酸铜
     * @date 2021/6/7
     */
    public class PasswordConstraintValidator implements ConstraintValidator<ValidPassword,String> {
        @Override
        public void initialize(ValidPassword constraintAnnotation) {
            ConstraintValidator.super.initialize(constraintAnnotation);
        }
    
        @Override
        public boolean isValid(String s, ConstraintValidatorContext constraintValidatorContext) {
            PasswordValidator validator = new PasswordValidator(Arrays.asList(
                    //长度规则，8-30
                    new LengthRule(8,30),
                    //字符规则 至少有一个大写字母
                    new CharacterRule(EnglishCharacterData.UpperCase,1),
                    //字符规则 至少有一个小写字母
                    new CharacterRule(EnglishCharacterData.LowerCase,1),
                    //字符规则 至少有一个特殊字符
                    new CharacterRule(EnglishCharacterData.Special,1),
                    //非法顺序规则 不允许有5个连续字母表顺序的字母，比如不允许abcde
                    new IllegalSequenceRule(EnglishSequenceData.Alphabetical,5,false),
                    //非法顺序规则 不允许有5个连续数字顺序的数字 比如不允许12345
                    new IllegalSequenceRule(EnglishSequenceData.Numerical,5,false),
                    //非法顺序规则 不允许有5个连续键盘顺序的字母 比如不允许asdfg
                    new IllegalSequenceRule(EnglishSequenceData.USQwerty,5,false),
                    //空格规则,不能有空格
                    new WhitespaceRule()
            ));
            return validator.validate(new PasswordData(s)).isValid();
        }
    }

在入参Dto的字段上面，写上注解

@NotNull
        @ValidPassword
        private String password;
    
        @NotNull
        @ValidPassword
        private String matchingPassword;

启动，调用注册接口(这个接口时怎么实现的这里先不关心，主要看一下在传参的时候，密码验证器时怎么起作用的)

![cf9d785715b06b524d2f21f2612a9fa1.png][]

![99e7dd7304175bbdcf14adf746174469.png][]

这个时候`12345678`就不能通过验证了,因为有5个以上数字顺序的数字，还没有大写字母，小写字母，和特殊字符。

没有通过则会返回HTTP 400的错误，这个时候并没有进入到接口方法当中

![d20fd06039904369ecc04acc5a48d281.png][]

![92f7f7720c18fb18c7b30452cbd91a69.png][]

只有完全满足设定的规则，才能进入接口中。

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