在上篇文章中，我们提到了 Spring Boot 自动登录存在的一些安全风险，在实际应用中，我们肯定要把这些安全风险降到最低，今天就来和大家聊一聊如何降低安全风险的问题。
降低安全风险，我主要从两个方面来给大家介绍：
- 持久化令牌方案
- 二次校验
当然，还是老规矩，阅读本文一定先阅读本系列前面的文章，这有助于更好的理解本文：
- 挖一个大坑，Spring Security 开搞！
- 松哥手把手带你入门 Spring Security，别再问密码怎么解密了
- 手把手教你定制 Spring Security 中的表单登录
- Spring Security 做前后端分离，咱就别做页面跳转了！统统 JSON 交互
- Spring Security 中的授权操作原来这么简单
- Spring Security 如何将用户数据存入数据库？
- Spring Security+Spring Data Jpa 强强联手，安全管理只有更简单！
- Spring Boot + Spring Security 实现自动登录功能
好了，我们就不废话了，来看今天的文章。
1.持久化令牌
1.1 原理
要理解持久化令牌，一定要先搞明白自动登录的基本玩法，参考（Spring Boot + Spring Security 实现自动登录功能）。
持久化令牌就是在基本的自动登录功能基础上，又增加了新的校验参数，来提高系统的安全性，这一些都是由开发者在后台完成的，对于用户来说，登录体验和普通的自动登录体验是一样的。
在持久化令牌中，新增了两个经过 MD5 散列函数计算的校验参数，一个是 series，另一个是 token。其中，series 只有当用户在使用用户名/密码登录时，才会生成或者更新，而 token 只要有新的会话，就会重新生成，这样就可以避免一个用户同时在多端登录，就像手机 QQ ，一个手机上登录了，就会踢掉另外一个手机的登录，这样用户就会很容易发现账户是否泄漏（之前看到松哥交流群里有小伙伴在讨论如何禁止多端登录，其实就可以借鉴这里的思路）。
持久化令牌的具体处理类在 PersistentTokenBasedRememberMeServices 中，上篇文章我们讲到的自动化登录具体的处理类是在 TokenBasedRememberMeServices 中，它们有一个共同的父类：
而用来保存令牌的处理类则是 PersistentRememberMeToken，该类的定义也很简洁命令：
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| public class PersistentRememberMeToken {
private final String username;
private final String series;
private final String tokenValue;
private final Date date;
}
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这里的 Date 表示上一次使用自动登录的时间。
1.2 代码演示
接下来，我通过代码来给大家演示一下持久化令牌的具体用法。
首先我们需要一张表来记录令牌信息，这张表我们可以完全自定义，也可以使用系统默认提供的 JDBC 来操作，如果使用默认的 JDBC，即 JdbcTokenRepositoryImpl，我们可以来分析一下该类的定义：
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| public class JdbcTokenRepositoryImpl extends JdbcDaoSupport implements
PersistentTokenRepository {
public static final String CREATE_TABLE_SQL = "create table persistent_logins (username varchar(64) not null, series varchar(64) primary key, "
+ "token varchar(64) not null, last_used timestamp not null)";
public static final String DEF_TOKEN_BY_SERIES_SQL = "select username,series,token,last_used from persistent_logins where series = ?";
public static final String DEF_INSERT_TOKEN_SQL = "insert into persistent_logins (username, series, token, last_used) values(?,?,?,?)";
public static final String DEF_UPDATE_TOKEN_SQL = "update persistent_logins set token = ?, last_used = ? where series = ?";
public static final String DEF_REMOVE_USER_TOKENS_SQL = "delete from persistent_logins where username = ?";
}
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根据这段 SQL 定义，我们就可以分析出来表的结构，松哥这里给出一段 SQL 脚本：
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| CREATE TABLE `persistent_logins` (
`username` varchar(64) COLLATE utf8mb4_unicode_ci NOT NULL,
`series` varchar(64) COLLATE utf8mb4_unicode_ci NOT NULL,
`token` varchar(64) COLLATE utf8mb4_unicode_ci NOT NULL,
`last_used` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP,
PRIMARY KEY (`series`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_unicode_ci;
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首先我们在数据库中准备好这张表。
既然要连接数据库，我们还需要准备 jdbc 和 mysql 依赖，如下：
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| <dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-jdbc</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>mysql</groupId>
<artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
</dependency>
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然后修改 application.properties ，配置数据库连接信息：
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| spring.datasource.url=jdbc:mysql:
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=123
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接下来，我们修改 SecurityConfig，如下：
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| @Autowired
DataSource dataSource;
@Bean
JdbcTokenRepositoryImpl jdbcTokenRepository() {
JdbcTokenRepositoryImpl jdbcTokenRepository = new JdbcTokenRepositoryImpl();
jdbcTokenRepository.setDataSource(dataSource);
return jdbcTokenRepository;
}
@Override
protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
http.authorizeRequests()
.anyRequest().authenticated()
.and()
.formLogin()
.and()
.rememberMe()
.key("javaboy")
.tokenRepository(jdbcTokenRepository())
.and()
.csrf().disable();
}
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提供一个 JdbcTokenRepositoryImpl 实例，并给其配置 DataSource 数据源，最后通过 tokenRepository 将 JdbcTokenRepositoryImpl 实例纳入配置中。
OK，做完这一切，我们就可以测试了。
1.3 测试
我们还是先去访问 /hello 接口，此时会自动跳转到登录页面，然后我们执行登录操作，记得勾选上“记住我”这个选项，登录成功后，我们可以重启服务器、然后关闭浏览器再打开，再去访问 /hello 接口，发现依然能够访问到，说明我们的持久化令牌配置已经生效。
查看 remember-me 的令牌，如下：
这个令牌经过解析之后，格式如下：
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| emhqATk3ZDBdR8862WP4Ig%3D%3D:ZAEv6EIWqA7CkGbYewCh8g%3D%3D
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这其中，%3D 表示 =，所以上面的字符实际上可以翻译成下面这样：
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| emhqATk3ZDBdR8862WP4Ig==:ZAEv6EIWqA7CkGbYewCh8g==
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此时，查看数据库，我们发现之前的表中生成了一条记录：
数据库中的记录和我们看到的 remember-me 令牌解析后是一致的。
1.4 源码分析
这里的源码分析和上篇文章的流程基本一致，只不过实现类变了，也就是生成令牌/解析令牌的实现变了，所以这里我主要和大家展示不一样的地方，流程问题，大家可以参考上篇文章。
这次的实现类主要是：PersistentTokenBasedRememberMeServices，我们先来看里边几个和令牌生成相关的方法：
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| protected void onLoginSuccess(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response, Authentication successfulAuthentication) {
String username = successfulAuthentication.getName();
PersistentRememberMeToken persistentToken = new PersistentRememberMeToken(
username, generateSeriesData(), generateTokenData(), new Date());
tokenRepository.createNewToken(persistentToken);
addCookie(persistentToken, request, response);
}
protected String generateSeriesData() {
byte[] newSeries = new byte[seriesLength];
random.nextBytes(newSeries);
return new String(Base64.getEncoder().encode(newSeries));
}
protected String generateTokenData() {
byte[] newToken = new byte[tokenLength];
random.nextBytes(newToken);
return new String(Base64.getEncoder().encode(newToken));
}
private void addCookie(PersistentRememberMeToken token, HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response) {
setCookie(new String[] { token.getSeries(), token.getTokenValue() },
getTokenValiditySeconds(), request, response);
}
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可以看到：
- 在登录成功后，首先还是获取到用户名，即 username。
- 接下来构造一个 PersistentRememberMeToken 实例，generateSeriesData 和 generateTokenData 方法分别用来获取 series 和 token，具体的生成过程实际上就是调用 SecureRandom 生成随机数再进行 Base64 编码，不同于我们以前用的 Math.random 或者 java.util.Random 这种伪随机数，SecureRandom 则采用的是类似于密码学的随机数生成规则，其输出结果较难预测，适合在登录这样的场景下使用。
- 调用 tokenRepository 实例中的 createNewToken 方法，tokenRepository 实际上就是我们一开始配置的 JdbcTokenRepositoryImpl，所以这行代码实际上就是将 PersistentRememberMeToken 存入数据库中。
- 最后 addCookie，大家可以看到，就是添加了 series 和 token。
这是令牌生成的过程，还有令牌校验的过程，也在该类中，方法是：processAutoLoginCookie：
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| protected UserDetails processAutoLoginCookie(String[] cookieTokens,
HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
final String presentedSeries = cookieTokens[0];
final String presentedToken = cookieTokens[1];
PersistentRememberMeToken token = tokenRepository
.getTokenForSeries(presentedSeries);
if (!presentedToken.equals(token.getTokenValue())) {
tokenRepository.removeUserTokens(token.getUsername());
throw new CookieTheftException(
messages.getMessage(
"PersistentTokenBasedRememberMeServices.cookieStolen",
"Invalid remember-me token (Series/token) mismatch. Implies previous cookie theft attack."));
}
if (token.getDate().getTime() + getTokenValiditySeconds() * 1000L < System
.currentTimeMillis()) {
throw new RememberMeAuthenticationException("Remember-me login has expired");
}
PersistentRememberMeToken newToken = new PersistentRememberMeToken(
token.getUsername(), token.getSeries(), generateTokenData(), new Date());
tokenRepository.updateToken(newToken.getSeries(), newToken.getTokenValue(),
newToken.getDate());
addCookie(newToken, request, response);
return getUserDetailsService().loadUserByUsername(token.getUsername());
}
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这段逻辑也比较简单：
- 首先从前端传来的 cookie 中解析出 series 和 token。
- 根据 series 从数据库中查询出一个 PersistentRememberMeToken 实例。
- 如果查出来的 token 和前端传来的 token 不相同，说明账号可能被人盗用（别人用你的令牌登录之后，token 会变）。此时根据用户名移除相关的 token，相当于必须要重新输入用户名密码登录才能获取新的自动登录权限。
- 接下来校验 token 是否过期。
- 构造新的 PersistentRememberMeToken 对象，并且更新数据库中的 token（这就是我们文章开头说的，新的会话都会对应一个新的 token）。
- 将新的令牌重新添加到 cookie 中返回。
- 根据用户名查询用户信息，再走一波登录流程。
OK，这里和小伙伴们简单理了一下令牌生成和校验的过程，具体的流程，大家可以参考上篇文章。
2.二次校验
相比于上篇文章，持久化令牌的方式其实已经安全很多了，但是依然存在用户身份被盗用的问题，这个问题实际上很难完美解决，我们能做的，只能是当发生用户身份被盗用这样的事情时，将损失降低到最小。
因此，我们来看下另一种方案，就是二次校验。
二次校验这块，实现起来要稍微复杂一点，我先来和大家说说思路。
为了让用户使用方便，我们开通了自动登录功能，但是自动登录功能又带来了安全风险，一个规避的办法就是如果用户使用了自动登录功能，我们可以只让他做一些常规的不敏感操作，例如数据浏览、查看，但是不允许他做任何修改、删除操作，如果用户点击了修改、删除按钮，我们可以跳转回登录页面，让用户重新输入密码确认身份，然后再允许他执行敏感操作。
这个功能在 Shiro 中有一个比较方便的过滤器可以配置，Spring Security 当然也一样，例如我现在提供三个访问接口：
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| @RestController
public class HelloController {
@GetMapping("/hello")
public String hello() {
return "hello";
}
@GetMapping("/admin")
public String admin() {
return "admin";
}
@GetMapping("/rememberme")
public String rememberme() {
return "rememberme";
}
}
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- 第一个 /hello 接口，只要认证后就可以访问，无论是通过用户名密码认证还是通过自动登录认证，只要认证了，就可以访问。
- 第二个 /admin 接口，必须要用户名密码认证之后才能访问，如果用户是通过自动登录认证的，则必须重新输入用户名密码才能访问该接口。
- 第三个 /rememberme 接口，必须是通过自动登录认证后才能访问，如果用户是通过用户名/密码认证的，则无法访问该接口。
好了，我们来看下接口的访问要怎么配置：
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| @Override
protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
http.authorizeRequests()
.antMatchers("/rememberme").rememberMe()
.antMatchers("/admin").fullyAuthenticated()
.anyRequest().authenticated()
.and()
.formLogin()
.and()
.rememberMe()
.key("javaboy")
.tokenRepository(jdbcTokenRepository())
.and()
.csrf().disable();
}
|
可以看到：
- /rememberme 接口是需要 rememberMe 才能访问。
- /admin 是需要 fullyAuthenticated，fullyAuthenticated 不同于 authenticated，fullyAuthenticated 不包含自动登录的形式，而 authenticated 包含自动登录的形式。
- 最后剩余的接口（/hello）都是 authenticated 就能访问。
OK，配置完成后，重启测试，测试过程我就不再赘述了。
好了，今天从两个方面和小伙伴们分享了在 Spring Boot 自动登录中，如何降低系统风险，感兴趣的小伙伴赶快试一把吧～记得给松哥点个在看鼓励下哦～
