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Spring Security 实战实战：必须掌握的内置 Filter详解

见解分享

在上一篇文章中，我们使用 Spring Security 实现了几种登录聚合的方式。其中，我们通过在 UsernamePasswordAuthenticationFilter 之前添加自定义过滤器来实现。在本文中，我们将深入探讨 Spring Security 中内置的各种 Filter，了解它们的功能、工作原理以及如何利用它们加强应用程序的安全性。

Web Security Filter

WebSecurityConfigurerAdapter 是一个 Java 配置类，提供了一个简便的方法来配置 Spring Security。它提供了以下内置 Filter：

  • ChannelProcessingFilter：强制使用 HTTPS 连接。
  • CorsFilter：处理跨域资源共享（CORS）请求。
  • CsrfFilter：保护应用程序免受跨站请求伪造（CSRF）攻击。
  • X509AuthenticationFilter：从客户端证书中提取身份验证信息。
  • HttpBasicFilter：支持基于 HTTP 基本身份验证。
  • HttpDigestFilter：支持基于 HTTP 摘要身份验证。
  • FormLoginFilter：处理表单登录请求。
  • LogoutFilter：处理用户退出请求。
  • UsernamePasswordAuthenticationFilter：处理用户名和密码身份验证。

CSRF 保护

CSRF 攻击是指攻击者通过欺骗用户点击恶意链接或加载恶意内容，从而绕过应用程序的安全机制执行未经授权的操作。Spring Security 中的 CsrfFilter 可通过以下机制防止 CSRF 攻击：

  • 生成 CSRF 令牌： CsrfFilter 为每个会话生成唯一的 CSRF 令牌，并将其存储在 HTTP 请求中。
  • 验证 CSRF 令牌： 当应用程序收到 POST 请求时，CsrfFilter 会检查请求中包含的 CSRF 令牌是否与会话中存储的令牌匹配。如果不匹配，则请求将被拒绝。

XSS 保护

XSS（跨站脚本）攻击是一种代码注入攻击，攻击者利用网站漏洞在受害者的浏览器中执行恶意脚本。Spring Security 中的 XssFilter 通过以下措施防止 XSS 攻击：

  • 转义 HTML 输出： XssFilter 会转义所有 HTML 输出，防止浏览器将恶意脚本解释为代码。
  • 移除恶意脚本： XssFilter 会移除请求和响应中的潜在恶意脚本，如 <script> 和 <iframe> 标签。

Content Security Policy（CSP）

CSP 是一种 HTTP 头部，它指定了浏览器可以从哪些来源加载资源（例如脚本、样式表和图像）。Spring Security 中的 ContentSecurityPolicyFilter 可通过以下方式实施 CSP：

  • 定义 CSP 头部： 应用程序可以配置 CSP 头部，指定允许的来源、允许的脚本类型以及其他安全策略。
  • 添加 CSP 头部： ContentSecurityPolicyFilter 会将 CSP 头部添加到所有响应中，强制浏览器遵守安全策略。

跨域资源共享（CORS）

CORS 是一种机制，允许不同域之间的浏览器发起 HTTP 请求。Spring Security 中的 CorsFilter 允许应用程序配置 CORS 策略，控制跨域请求的行为：

  • 允许的域： 指定哪些域可以发起跨域请求。
  • 允许的方法： 指定允许哪些 HTTP 方法（如 GET、POST、PUT 等）。
  • 允许的头部： 指定允许哪些 HTTP 头部在跨域请求中包含。

JSON Web 令牌（JWT）

JWT 是一种经过签名和加密的令牌，其中包含有关用户身份验证和授权的信息。Spring Security 中的 JwtAuthenticationFilter 可处理以下与 JWT 相关的任务：

  • 验证 JWT： 验证 JWT 的签名和有效期，确保它是有效的和可信的。
  • 提取用户身份： 从 JWT 中提取有关用户的身份验证和授权信息。
  • 创建 JWT： 在成功身份验证后，JwtAuthenticationFilter 可以创建和签署 JWT，以提供后续访问的令牌。

OAuth2

OAuth2 是一种授权框架，允许用户授权第三方应用程序访问其受保护资源，而无需共享其凭据。Spring Security 中的 OAuth2ClientAuthenticationProcessingFilter 可处理 OAuth2 流程：

  • OAuth2 重定向： 重定向用户到 OAuth2 提供者进行授权。
  • 获取访问令牌： 从 OAuth2 提供者获取访问令牌。
  • 创建 OAuth2 身份验证： 使用访问令牌创建 OAuth2 身份验证对象。

安全断言标记语言（SAML）

SAML 是一种 XML 标记语言，用于在身份提供者和服务提供者之间交换身份验证和授权信息。Spring Security 中的 Saml2WebSsoAuthenticationFilter 可处理 SAML 流程：

  • SAML 重定向： 重定向用户到身份提供者进行身份验证。
  • 获取 SAML 断言： 从身份提供者获取 SAML 断言。
  • 创建 SAML 身份验证： 使用 SAML 断言创建 SAML 身份验证对象。

中央身份验证服务（CAS）

CAS 是一种单点登录协议，它允许用户使用单个凭据登录到多个应用程序。Spring Security 中的 CasAuthenticationFilter 可处理 CAS 流程：

  • CAS 重定向： 重定向用户到 CAS 服务器进行身份验证。
  • 获取服务票证： 从 CAS 服务器获取服务票证。
  • 验证服务票证： 向 CAS 服务器验证服务票证，以获取用户身份验证。

轻量级目录访问协议（LDAP）

LDAP 是一种协议，用于查询和修改目录服务。Spring Security 中的 LdapAuthenticationFilter 可处理 LDAP 身份验证：

  • LDAP 绑定： 与 LDAP 目录服务建立 LDAP 绑定。
  • 执行 LDAP 搜索： 执行 LDAP 搜索以查找用户帐户。
  • 绑定 LDAP 身份验证： 将用户提供的凭据与 LDAP 目录服务中的条目进行匹配。

访问控制列表（ACL）

ACL 是一种安全机制，它定义了特定主体对受保护对象的访问权限。Spring Security 中的 AclFilter 可处理以下与 ACL 相关的任务：

  • 加载 ACL： 加载与受保护对象关联的 ACL。
  • 验证权限： 验证主体是否具有对受保护对象的特定权限。
  • 写入 ACL： 写入更改后的 ACL 到持久层。

基于角色的访问控制（RBAC）

RBAC 是一种安全模型，它使用角色来授予对资源的访问权限。Spring Security 中的 FilterSecurityInterceptor 可处理以下与 RBAC 相关的任务：

  • 加载权限： 加载与主体关联的所有权限。
  • 比较权限： 比较主体拥有的权限与访问受保护对象所需的权限。
  • 强制授权： 如果主体不具有访问受保护对象的权限，则强制授权。

结论

Spring Security 内置 Filter 提供了丰富的安全功能，可以保护应用程序免受各种攻击。通过理解和熟练使用这些 Filter，您可以显著增强应用程序的安全性，提高用户数据和系统资源的安全性。