通過Spring AOP結合SpEL表達式：構建強大且靈活的權限控制體系
環境：SpringBoot2.7.12
1.前言
在當今的Web應用程序中，權限驗證是一個重要的安全措施，用于確保只有具有適當權限的用戶才能訪問特定的資源。隨著應用程序的規模和復雜性的增加，實現權限驗證變得更加困難。為了解決這個問題，我們可以使用Spring AOP（面向切面編程）和Spring Security的組合，它們可以提供一種有效的方法來實現權限驗證。
在本文中，我們將探討如何使用Spring AOP和Spring Security來實現權限驗證。我們首先介紹Spring AOP和Spring Security的概念，然后解釋如何將它們結合起來實現權限驗證。通過這種方式，我們可以確保只有具有適當權限的用戶能夠訪問受保護的資源，從而提高應用程序的安全性。
一、Spring AOP介紹
Spring AOP是Spring框架中的一個模塊，用于支持面向切面編程。它允許開發者在應用程序中的關鍵點定義切面，從而對程序流程進行干預和控制。通過使用AOP，我們可以將與業務邏輯無關的代碼（如日志記錄、事務管理、權限認證等）抽取出來，并將其放在獨立的切面中，這樣可以提高代碼的可重用性和可維護性。
二、Spring Security介紹
Spring Security是一個強大的安全框架，用于保護Web應用程序。它提供了豐富的安全特性，包括認證、授權、訪問控制等。通過使用Spring Security，我們可以輕松地實現用戶身份驗證、角色授權、URL級別的訪問控制等功能，從而確保只有經過授權的用戶才能訪問受保護的資源。
三、Spring AOP與Spring Security的組合
我們可以將Spring AOP與Spring Security結合起來實現權限驗證。具體步驟如下：
- 定義一個Aspect切面，用于實現權限驗證邏輯。該Aspect可以攔截用戶對受保護資源的訪問請求，并驗證其權限。
- 定義一個Filter，該過濾器實現token的解析，將權限信息保存到當前的安全上下文中，最后添加到Security的過濾器鏈中。
- 在Aspect中，我們可以使用Spring Security提供的API來獲取當前用戶的身份信息、角色等信息，并根據業務需求判斷用戶是否具有訪問受保護資源的權限。
- 如果用戶沒有足夠的權限訪問受保護資源，我們可以拋出一個異常，以阻止用戶繼續訪問。
- 如果用戶具有足夠的權限訪問受保護資源，我們可以允許用戶繼續訪問該資源。
通過這種方式，我們可以輕松地實現權限驗證，從而提高應用程序的安全性。同時，使用Spring AOP和Spring Security還可以降低代碼的耦合度，提高代碼的可重用性和可維護性。
2. 權限認證實現
相關依賴
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>com.auth0</groupId>
<artifactId>java-jwt</artifactId>
<version>4.4.0</version>
</dependency>權限認證過濾器
該過濾器的作用用來解析token，將權限信息添加到SecurityContext上下文中
public class PackAuthenticationFilter extends OncePerRequestFilter {
public static final String TOKEN_NAME = "x-api-token" ;
@SuppressWarnings("unused")
private ApplicationContext context ;
public PackAuthenticationFilter(ApplicationContext context) {
this.context = context ;
}
@Override
protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain filterChain)
throws ServletException, IOException {
String token = request.getHeader(TOKEN_NAME) ;
if (!StringUtils.hasLength(token)) {
response.setContentType("text/html;charset=UTF-8") ;
response.getWriter().println("沒有權限訪問") ;
return ;
}
// 解析token
List<? extends GrantedAuthority> authorities = JwtUtils.parseAuthority(token) ;
Authentication authentication = new UsernamePasswordAuthenticationToken("", "", authorities) ;
SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authentication) ;
filterChain.doFilter(request, response) ;
}
}安全配置類
將上面的過濾器添加到Security過濾器鏈中
@Configuration
public class SecurityConfig {
@Autowired
void setContext(ApplicationContext context) {
this.context = context ;
}
@Bean
public SecurityFilterChain securityFilterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
http.csrf().disable();
// 對所有的資源全部放行，我們只做對Controller接口的限制訪問
http.authorizeRequests().anyRequest().permitAll() ;
// 添加過濾器
http.addFilterBefore(new PackAuthenticationFilter(this.context), UsernamePasswordAuthenticationFilter.class) ;
http.formLogin().disable() ;
return http.build();
}
}自定義注解
該注解的作用用來標注具體的Controller接口。
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
public @interface PreAuthority {
String value() default "" ;
}驗證切面
該切面讀取接口配置的權限，驗證是否具有相應的權限
@Component
@Aspect
public class AuthenticationAspect {
private AuthorityVerify authorityVerify ;
public AuthenticationAspect(AuthorityVerify authorityVerify) {
this.authorityVerify = authorityVerify ;
}
@Pointcut("@annotation(auth)")
private void authority(PreAuthority auth) {}
@Around("authority(auth)")
public Object test(ProceedingJoinPoint pjp, PreAuthority auth) throws Throwable {
String authority = auth.value() ;
boolean permit = this.authorityVerify.hasAuthority(authority) ;
if (!permit) {
throw new RuntimeException("權限不足") ;
}
Object ret = pjp.proceed() ;
return ret ;
}
}權限驗證工具類
@Component
public class AuthorityVerify {
public boolean hasAuthority(String authority) {
Collection<? extends GrantedAuthority> authorities = SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication().getAuthorities() ;
return authorities.contains(new SimpleGrantedAuthority(authority)) ;
}
}全局異常處理
在上面的切面類中，如果沒有權限是直接拋出的異常，所以這里定義一個全局異常對異常進行統一的處理。都比較簡單，理解即可。
@RestControllerAdvice
public class GlobalExceptionAdvice {
@ExceptionHandler({Exception.class})
public Object exceptionProcess(Exception e) {
return e.getMessage() ;
}
}測試接口
@RestController
@RequestMapping("/api")
public class ApiController {
@GetMapping("/save")
@PreAuthority("api:save")
public Object save(HttpServletResponse response) throws Exception {
return "save method invoke..." ;
}
@GetMapping("/{id}")
@PreAuthority("api:query")
public Object query(@PathVariable("id") Integer id) {
return "query method invoke..." ;
}
}測試用戶
Map<String, Object> map = new HashMap<>() ;
map.put("userId", "888888") ;
map.put("authorities", List.of("api:create", "api:query", "api:update", "api:delete")) ;
String token = createToken(map) ;
System.out.println(token) ;
String content = parseToken(token);
System.out.println(content) ;
System.out.println(">>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>") ;
System.out.println(parseAuthority(token)) ;這里模擬了一個用戶信息，設置了權限集合，通過這些信息生成JWT信息。如下：
eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJ1c2VySWQiOiI4ODg4ODgiLCJhdXRob3JpdGllcyI6WyJhcGk6Y3JlYXRlIiwiYXBpOnF1ZXJ5IiwiYXBpOnVwZGF0ZSIsImFwaTpkZWxldGUiXSwiZXhwIjoxNjk5NjE3NTM3fQ.GGLYIP2g5RZZkBoLnyQ_NWOQq_NUQylr5iZH9ouDiCM測試結果
圖片
/api/save接口配置的權限是api:save，實際模擬的用戶是沒有這個權限的，所以這里看到的是切面中拋出的異常信息。
圖片
查詢接口正常訪問。
以上是簡單的示例，實際你應該會使用Spring Security結合數據庫一起來驗證管理用戶的。
通過本文的介紹，我們了解了如何使用Spring AOP和Spring Security的組合來實現權限驗證。通過這種方式，我們可以提高應用程序的安全性，并降低代碼的耦合度，提高代碼的可重用性和可維護性。希望本文能夠幫助讀者更好地理解和應用Spring AOP和Spring Security，為他們的應用程序開發提供有益的參考。
思考：
在上面的Controller中直接通過@PreAuthority('xxx')進行權限的設置，那我們是不是可以實現類似Spring Security提供@PreAuthorize("hasRole('xxx')")注解的功能，其中hasRole('xxx')是SpEL表達式。其實這里我們可以對切面稍加修改即可實現，部分代碼如下：
初始化SpEL上下文：
@PostConstruct
public void init() {
SpelParserConfiguration config = new SpelParserConfiguration(true, true);
parser = new SpelExpressionParser(config) ;
context = new StandardEvaluationContext() ;
context.setRootObject(this.authorityVerify) ;
}修改切面
@Around("authority(auth)")
public Object test(ProceedingJoinPoint pjp, PreAuthority auth) throws Throwable {
String authority = auth.value() ;
boolean permit = this.parser.parseExpression(authority).getValue(this.context, Boolean.class) ;
if (!permit) {
throw new RuntimeException("不具備對應角色") ;
}
Object ret = pjp.proceed() ;
return ret ;
}修改接口
@GetMapping("/save")
@PreAuthority("hasRole({'ADMIN', 'MGR'})")
public Object save(HttpServletResponse response) throws Exception {
return "save method invoke..." ;
}該接口只要具有ADMIN或者MGR角色的都可以訪問。
