Spring Security（16）——基于表达式的权限控制
基于表达式的权限控制
目录
1.1 通过表达式控制URL权限
1.2 通过表达式控制方法权限
1.2.1 使用@PreAuthorize和@PostAuthorize进行访问控制
1.2.2 使用@PreFilter和@PostFilter进行过滤
1.3 使用hasPermission表达式
Spring Security允许我们在定义URL访问或方法访问所应有的权限时使用Spring EL表达式，在定义所需的访问权限时如果对应的表达式返回结果为true则表示拥有对应的权限，反之则无。Spring Security可用表达式对象的基类是SecurityExpressionRoot，其为我们提供了如下在使用Spring EL表达式对URL或方法进行权限控制时通用的内置表达式。
|
表达式 |
描述 |
|
hasRole([role]) |
当前用户是否拥有指定角色。 |
|
hasAnyRole([role1,role2]) |
多个角色是一个以逗号进行分隔的字符串。如果当前用户拥有指定角色中的任意一个则返回true。 |
|
hasAuthority([auth]) |
等同于hasRole |
|
hasAnyAuthority([auth1,auth2]) |
等同于hasAnyRole |
|
Principle |
代表当前用户的principle对象 |
|
authentication |
直接从SecurityContext获取的当前Authentication对象 |
|
permitAll |
总是返回true，表示允许所有的 |
|
denyAll |
总是返回false，表示拒绝所有的 |
|
isAnonymous() |
当前用户是否是一个匿名用户 |
|
isRememberMe() |
表示当前用户是否是通过Remember-Me自动登录的 |
|
isAuthenticated() |
表示当前用户是否已经登录认证成功了。 |
|
isFullyAuthenticated() |
如果当前用户既不是一个匿名用户，同时又不是通过Remember-Me自动登录的，则返回true。 |
1.1 通过表达式控制URL权限
URL的访问权限是通过http元素下的intercept-url元素进行定义的，其access属性用来定义访问配置属性。默认情况下该属性值只能是以字符串进行分隔的字符串列表，且每一个元素都对应着一个角色，因为默认使用的是RoleVoter。通过设置http元素的use-expressions=”true”可以启用intercept-url元素的access属性对Spring EL表达式的支持，use-expressions的值默认为false。启用access属性对Spring EL表达式的支持后每个access属性值都应该是一个返回结果为boolean类型的表达式，当表达式返回结果为true时表示当前用户拥有访问权限。此外WebExpressionVoter将加入AccessDecisionManager的AccessDecisionVoter列表，所以如果不使用NameSpace时应当手动添加WebExpressionVoter到AccessDecisionVoter。
<security:http use-expressions="true">
<security:form-login/>
<security:logout/>
<security:intercept-url pattern="/**" access="hasRole('ROLE_USER')" />
</security:http>
在上述配置中我们定义了只有拥有ROLE_USER角色的用户才能访问系统。
使用表达式控制URL权限使用的表达式对象类是继承自SecurityExpressionRoot的WebSecurityExpressionRoot类。其相比基类而言新增了一个表达式hasIpAddress。hasIpAddress可用来限制只有指定IP或指定范围内的IP才可以访问。
<security:http use-expressions="true">
<security:form-login/>
<security:logout/>
<security:intercept-url pattern="/**" access="hasRole('ROLE_USER') and hasIpAddress('10.10.10.3')" />
</security:http>
在上面的配置中我们限制了只有IP为”10.10.10.3”，且拥有ROLE_USER角色的用户才能访问。hasIpAddress是通过Ip地址或子网掩码来进行匹配的。如果要设置10.10.10下所有的子网都可以使用，那么我们对应的hasIpAddress的参数应为“10.10.10.n/24”，其中n可以是合法IP内的任意值。具体规则可以参照hasIpAddress()表达式用于比较的IpAddressMatcher的matches方法源码。以下是IpAddressMatcher的源码。
package org.springframework.security.web.util;
import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;
import java.util.Arrays;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import org.springframework.util.StringUtils;
/**
* Matches a request based on IP Address or subnet mask matching against the remote address.
* <p>
* Both IPv6 and IPv4 addresses are supported, but a matcher which is configured with an IPv4 address will
* never match a request which returns an IPv6 address, and vice-versa.
*
* @author Luke Taylor
* @since 3.0.2
*/
public final class IpAddressMatcher implements RequestMatcher {
private final int nMaskBits;
private final InetAddress requiredAddress;
/**
* Takes a specific IP address or a range specified using the
* IP/Netmask (e.g. 192.168.1.0/24 or 202.24.0.0/14).
*
* @param ipAddress the address or range of addresses from which the request must come.
*/
public IpAddressMatcher(String ipAddress) {
if (ipAddress.indexOf('/') > 0) {
String[] addressAndMask = StringUtils.split(ipAddress, "/");
ipAddress = addressAndMask[0];
nMaskBits = Integer.parseInt(addressAndMask[1]);
} else {
nMaskBits = -1;
}
requiredAddress = parseAddress(ipAddress);
}
public boolean matches(HttpServletRequest request) {
return matches(request.getRemoteAddr());
}
public boolean matches(String address) {
InetAddress remoteAddress = parseAddress(address);
if (!requiredAddress.getClass().equals(remoteAddress.getClass())) {
return false;
}
if (nMaskBits < 0) {
return remoteAddress.equals(requiredAddress);
}
byte[] remAddr = remoteAddress.getAddress();
byte[] reqAddr = requiredAddress.getAddress();
int oddBits = nMaskBits % 8;
int nMaskBytes = nMaskBits/8 + (oddBits == 0 ? 0 : 1);
byte[] mask = newbyte[nMaskBytes];
Arrays.fill(mask, 0, oddBits == 0 ? mask.length : mask.length - 1, (byte)0xFF);
if (oddBits != 0) {
int finalByte = (1 << oddBits) - 1;
finalByte <<= 8-oddBits;
mask[mask.length - 1] = (byte) finalByte;
}
// System.out.println("Mask is " + new sun.misc.HexDumpEncoder().encode(mask));
for (int i=0; i < mask.length; i++) {
if ((remAddr[i] & mask[i]) != (reqAddr[i] & mask[i])) {
return alse;
}
}
return true;
}
private InetAddress parseAddress(String address) {
try {
return InetAddress.getByName(address);
} catch (UnknownHostException e) {
thrownew IllegalArgumentException("Failed to parse address" + address, e);
}
}
}
1.2 通过表达式控制方法权限
Spring Security中定义了四个支持使用表达式的注解，分别是@PreAuthorize、@PostAuthorize、@PreFilter和@PostFilter。其中前两者可以用来在方法调用前或者调用后进行权限检查，后两者可以用来对集合类型的参数或者返回值进行过滤。要使它们的定义能够对我们的方法的调用产生影响我们需要设置global-method-security元素的pre-post-annotations=”enabled”，默认为disabled。
<security:global-method-security pre-post-annotations="disabled"/>
1.2.1使用@PreAuthorize和@PostAuthorize进行访问控制
@PreAuthorize可以用来控制一个方法是否能够被调用。
@Service
public class UserServiceImpl implements UserService {
@PreAuthorize("hasRole('ROLE_ADMIN')")
public void addUser(User user) {
System.out.println("addUser................" + user);
}
@PreAuthorize("hasRole('ROLE_USER') or hasRole('ROLE_ADMIN')")
public User find(int id) {
System.out.println("find user by id............." + id);
return null;
}
}
在上面的代码中我们定义了只有拥有角色ROLE_ADMIN的用户才能访问adduser()方法，而访问find()方法需要有ROLE_USER角色或ROLE_ADMIN角色。使用表达式时我们还可以在表达式中使用方法参数。
public class UserServiceImpl implements UserService {
/**
* 限制只能查询Id小于10的用户
*/
@PreAuthorize("#id<10")
public User find(int id) {
System.out.println("find user by id........." + id);
return null;
}
/**
* 限制只能查询自己的信息
*/
@PreAuthorize("principal.username.equals(#username)")
public User find(String username) {
System.out.println("find user by username......" + username);
return null;
}
/**
* 限制只能新增用户名称为abc的用户
*/
@PreAuthorize("#user.name.equals('abc')")
public void add(User user) {
System.out.println("addUser............" + user);
}
}
在上面代码中我们定义了调用find(int id)方法时，只允许参数id小于10的调用；调用find(String username)时只允许username为当前用户的用户名；定义了调用add()方法时只有当参数user的name为abc时才可以调用。
有时候可能你会想在方法调用完之后进行权限检查，这种情况比较少，但是如果你有的话，Spring Security也为我们提供了支持，通过@PostAuthorize可以达到这一效果。使用@PostAuthorize时我们可以使用内置的表达式returnObject表示方法的返回值。我们来看下面这一段示例代码。
@PostAuthorize("returnObject.id%2==0")
public User find(int id) {
User user = new User();
user.setId(id);
return user;
}
上面这一段代码表示将在方法find()调用完成后进行权限检查，如果返回值的id是偶数则表示校验通过，否则表示校验失败，将抛出AccessDeniedException。 需要注意的是@PostAuthorize是在方法调用完成后进行权限检查，它不能控制方法是否能被调用，只能在方法调用完成后检查权限决定是否要抛出AccessDeniedException。
1.2.2使用@PreFilter和@PostFilter进行过滤
使用@PreFilter和@PostFilter可以对集合类型的参数或返回值进行过滤。使用@PreFilter和@PostFilter时，Spring Security将移除使对应表达式的结果为false的元素。
@PostFilter("filterObject.id%2==0")
public List<User> findAll() {
List<User> userList = new ArrayList<User>();
User user;
for (int i=0; i<10; i++) {
user = new User();
user.setId(i);
userList.add(user);
}
return userList;
}
上述代码表示将对返回结果中id不为偶数的user进行移除。filterObject是使用@PreFilter和@PostFilter时的一个内置表达式，表示集合中的当前对象。当@PreFilter标注的方法拥有多个集合类型的参数时，需要通过@PreFilter的filterTarget属性指定当前@PreFilter是针对哪个参数进行过滤的。如下面代码就通过filterTarget指定了当前@PreFilter是用来过滤参数ids的。
@PreFilter(filterTarget="ids", value="filterObject%2==0")
public void delete(List<Integer> ids, List<String> usernames) {
...
}
1.3 使用hasPermission表达式
Spring Security为我们定义了hasPermission的两种使用方式，它们分别对应着PermissionEvaluator的两个不同的hasPermission()方法。Spring Security默认处理Web、方法的表达式处理器分别为DefaultWebSecurityExpressionHandler和DefaultMethodSecurityExpressionHandler，它们都继承自AbstractSecurityExpressionHandler，其所持有的PermissionEvaluator是DenyAllPermissionEvaluator，其对于所有的hasPermission表达式都将返回false。所以当我们要使用表达式hasPermission时，我们需要自已手动定义SecurityExpressionHandler对应的bean定义，然后指定其PermissionEvaluator为我们自己实现的PermissionEvaluator，然后通过global-method-security元素或http元素下的expression-handler元素指定使用的SecurityExpressionHandler为我们自己手动定义的那个bean。
接下来看一个自己实现PermissionEvaluator使用hasPermission()表达式的简单示例。
首先实现自己的PermissionEvaluator，如下所示：
public class MyPermissionEvaluator implements PermissionEvaluator {
public boolean hasPermission(Authentication authentication,
Object targetDomainObject, Object permission) {
if ("user".equals(targetDomainObject)) {
return this.hasPermission(authentication, permission);
}
return false;
}
/**
* 总是认为有权限
*/
public boolean hasPermission(Authentication authentication,
Serializable targetId, String targetType, Object permission) {
return true;
}
/**
* 简单的字符串比较，相同则认为有权限
*/
private boolean hasPermission(Authentication authentication, Object permission) {
Collection<? extends GrantedAuthority> authorities = authentication.getAuthorities();
for (GrantedAuthority authority : authorities) {
if (authority.getAuthority().equals(permission)) {
returntrue;
}
}
return false;
}
}
接下来在ApplicationContext中显示的配置一个将使用PermissionEvaluator的SecurityExpressionHandler实现类，然后指定其所使用的PermissionEvaluator为我们自己实现的那个。这里我们选择配置一个针对于方法调用使用的表达式处理器，DefaultMethodSecurityExpressionHandler，具体如下所示。
<bean id="expressionHandler"
class="org.springframework.security.access.expression.method.DefaultMethodSecurityExpressionHandler">
<property name="permissionEvaluator" ref="myPermissionEvaluator" />
</bean>
<!-- 自定义的PermissionEvaluator实现 -->
<bean id="myPermissionEvaluator" class="com.xxx.MyPermissionEvaluator"/>
有了SecurityExpressionHandler之后，我们还要告诉Spring Security，在使用SecurityExpressionHandler时应该使用我们显示配置的那个，这样我们自定义的PermissionEvaluator才能起作用。因为我们上面定义的是针对于方法的SecurityExpressionHandler，所以我们要指定在进行方法权限控制时应该使用它来进行处理，同时注意设置pre-post-annotations=”true”以启用对支持使用表达式的@PreAuthorize等注解的支持。
<security:global-method-security
pre-post-annotations="enabled">
<security:expression-handler ref="expressionHandler" />
</security:global-method-security>
之后我们就可以在需要进行权限控制的方法上使用@PreAuthorize以及hasPermission()表达式进行权限控制了。
@Service
public class UserServiceImpl implements UserService {
/**
* 将使用方法hasPermission(Authentication authentication,
Object targetDomainObject, Object permission)进行验证。
*/
@PreAuthorize("hasPermission('user', 'ROLE_USER')")
public User find(int id) {
return null;
}
/**
* 将使用PermissionEvaluator的第二个方法，即hasPermission(Authentication authentication,
Serializable targetId, String targetType, Object permission)进行验证。
*/
@PreAuthorize("hasPermission('targetId','targetType','permission')")
public User find(String username) {
return null;
}
@PreAuthorize("hasPermission('user', 'ROLE_ADMIN')")
public void add(User user) {
}
}
在上面的配置中，find(int id)和add()方法将使用PermissionEvaluator中接收三个参数的hasPermission()方法进行验证，而find(String username)方法将使用四个参数的hasPermission()方法进行验证。因为hasPermission()表达式与PermissionEvaluator中hasPermission()方法的对应关系就是在hasPermission()表达式使用的参数基础上加上当前Authentication对象调用对应的hasPermission()方法进行验证。
其实Spring Security已经针对于ACL实现了一个AclPermissionEvaluator。关于ACL的内容将在后文进行介绍。
（注：本文是基于Spring Security3.1.6所写）
（注：原创文章，转载请注明出处。原文地址：http://elim.iteye.com/blog/2247073）
