身份验证持久性和会话管理

一旦你的应用能够验证请求，就需要考虑如何持久化并恢复后续请求中产生的身份验证结果。

默认情况下，这会自动完成，因此不需要额外的代码，尽管了解`HttpSecurity`中的`requireExplicitSave`的含义很重要。

如果你愿意，你可以阅读更多关于`requireExplicitSave`的作用或它为什么重要。否则，在大多数情况下，你已经完成了本节内容。

但在你离开之前，请考虑以下这些用例是否符合你的应用场景

了解会话管理的组件

会话管理支持由几个协同工作的组件构成。这些组件包括SecurityContextHolderFilter、SecurityContextPersistenceFilter和SessionManagementFilter。

在 Spring Security 6 中，默认情况下未设置SecurityContextPersistenceFilter 和 SessionManagementFilter。此外，任何应用程序都应该只设置SecurityContextHolderFilter或SecurityContextPersistenceFilter，绝不能同时设置两者。

SessionManagementFilter

SessionManagementFilter会检查SecurityContextRepository的内容与SecurityContextHolder的当前内容，以确定用户是否在当前请求期间已通过身份验证，通常通过非交互式身份验证机制，例如预身份验证或“记住我”[1]。如果存储库包含安全上下文，则过滤器不会执行任何操作。如果存储库不包含安全上下文，并且线程本地SecurityContext包含一个（非匿名）Authentication对象，则过滤器假定它们已通过堆栈中之前的过滤器进行身份验证。然后，它将调用已配置的SessionAuthenticationStrategy。

如果用户当前未进行身份验证，则过滤器将检查是否请求了无效的会话 ID（例如，由于超时），如果设置了InvalidSessionStrategy，则将调用它。最常见的行为是重定向到固定的 URL，这在标准实现SimpleRedirectInvalidSessionStrategy中进行了封装。当通过命名空间配置无效会话 URL 时，也会使用后者，如前所述。

摆脱SessionManagementFilter

在 Spring Security 5 中，默认配置依赖于SessionManagementFilter来检测用户是否刚刚完成身份验证，并调用SessionAuthenticationStrategy。问题在于，这意味着在典型的设置中，每次请求都必须读取HttpSession。

在 Spring Security 6 中，默认情况下，身份验证机制本身必须调用SessionAuthenticationStrategy。这意味着无需检测何时完成Authentication，因此每次请求都不需要读取HttpSession。

放弃SessionManagementFilter时需要考虑的事项

在 Spring Security 6 中，默认情况下不使用SessionManagementFilter，因此，sessionManagement DSL 的某些方法将无效。

方法 替代方法

sessionAuthenticationErrorUrl

在身份验证机制中配置一个AuthenticationFailureHandler

sessionAuthenticationFailureHandler

在身份验证机制中配置一个AuthenticationFailureHandler

sessionAuthenticationStrategy

如上文所述，在身份验证机制中配置一个SessionAuthenticationStrategy

如果尝试使用任何这些方法，则会抛出异常。

自定义身份验证存储位置

默认情况下，Spring Security 会将安全上下文存储在 HTTP session 中。但是，您可能出于以下几个原因需要自定义它：

  • 您可能希望在HttpSessionSecurityContextRepository实例上调用各个setter方法。

  • 您可能希望将安全上下文存储在缓存或数据库中以启用水平扩展。

首先，您需要创建一个SecurityContextRepository的实现，或使用现有的实现（例如HttpSessionSecurityContextRepository），然后您可以在HttpSecurity中设置它。

自定义SecurityContextRepository

  • Java

  • Kotlin

  • XML

@Bean
public SecurityFilterChain filterChain(HttpSecurity http) {
    SecurityContextRepository repo = new MyCustomSecurityContextRepository();
    http
        // ...
        .securityContext((context) -> context
            .securityContextRepository(repo)
        );
    return http.build();
}
@Bean
open fun filterChain(http: HttpSecurity): SecurityFilterChain {
    val repo = MyCustomSecurityContextRepository()
    http {
        // ...
        securityContext {
            securityContextRepository = repo
        }
    }
    return http.build()
}
<http security-context-repository-ref="repo">
    <!-- ... -->
</http>
<bean name="repo" class="com.example.MyCustomSecurityContextRepository" />

上述配置在SecurityContextHolderFilter和参与身份验证的过滤器（如UsernamePasswordAuthenticationFilter）上设置SecurityContextRepository。要将其也设置在无状态过滤器中，请参阅如何为无状态身份验证自定义SecurityContextRepository。

如果您使用的是自定义身份验证机制，您可能希望自己存储Authentication。

手动存储Authentication

在某些情况下，例如，您可能正在手动验证用户，而不是依赖于 Spring Security 过滤器。您可以使用自定义过滤器或Spring MVC 控制器端点来执行此操作。如果您想在请求之间（例如在HttpSession中）保存身份验证，则必须这样做：

  • Java

private SecurityContextRepository securityContextRepository =
        new HttpSessionSecurityContextRepository(); (1)

@PostMapping("/login")
public void login(@RequestBody LoginRequest loginRequest, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) { (2)
    UsernamePasswordAuthenticationToken token = UsernamePasswordAuthenticationToken.unauthenticated(
        loginRequest.getUsername(), loginRequest.getPassword()); (3)
    Authentication authentication = authenticationManager.authenticate(token); (4)
    SecurityContext context = securityContextHolderStrategy.createEmptyContext();
    context.setAuthentication(authentication); (5)
    securityContextHolderStrategy.setContext(context);
    securityContextRepository.saveContext(context, request, response); (6)
}

class LoginRequest {

    private String username;
    private String password;

    // getters and setters
}
1 将SecurityContextRepository添加到控制器
2 注入HttpServletRequest和HttpServletResponse以便能够保存SecurityContext
3 使用提供的凭据创建一个未经身份验证的UsernamePasswordAuthenticationToken
4 调用AuthenticationManager#authenticate来验证用户
5 创建一个SecurityContext并在其中设置Authentication
6 将SecurityContext保存到SecurityContextRepository

就是这样。如果您不确定上述示例中的securityContextHolderStrategy是什么，您可以阅读使用SecurityContextStrategy部分了解更多信息。

正确清除身份验证

如果您使用的是 Spring Security 的注销支持，那么它会为您处理很多事情，包括清除和保存上下文。但是，假设您需要手动注销应用程序中的用户。在这种情况下，您需要确保正确清除和保存上下文。

配置无状态身份验证的持久性

有时无需创建和维护HttpSession，例如，为了在请求之间持久化身份验证。某些身份验证机制（如HTTP Basic）是无状态的，因此每次请求都会重新验证用户。

如果您不想创建会话，可以使用SessionCreationPolicy.STATELESS，如下所示：

  • Java

  • Kotlin

  • XML

@Bean
public SecurityFilterChain filterChain(HttpSecurity http) {
    http
        // ...
        .sessionManagement((session) -> session
            .sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS)
        );
    return http.build();
}
@Bean
open fun filterChain(http: HttpSecurity): SecurityFilterChain {
    http {
        // ...
        sessionManagement {
            sessionCreationPolicy = SessionCreationPolicy.STATELESS
        }
    }
    return http.build()
}
<http create-session="stateless">
    <!-- ... -->
</http>

上述配置是配置SecurityContextRepository使用NullSecurityContextRepository，并且还防止请求保存在会话中。

如果您使用的是SessionCreationPolicy.NEVER，您可能会注意到应用程序仍在创建HttpSession。在大多数情况下，这是因为请求保存在会话中，以便在身份验证成功后重新请求已验证的资源。要避免这种情况，请参阅如何防止请求被保存部分。

将无状态身份验证存储在会话中

如果出于某种原因，您使用的是无状态身份验证机制，但仍想将身份验证存储在会话中，则可以使用HttpSessionSecurityContextRepository代替NullSecurityContextRepository。

对于HTTP Basic，您可以添加一个ObjectPostProcessor，它会更改BasicAuthenticationFilter使用的SecurityContextRepository

将 HTTP Basic 身份验证存储在HttpSession中

  • Java

@Bean
SecurityFilterChain web(HttpSecurity http) throws Exception {
    http
        // ...
        .httpBasic((basic) -> basic
            .addObjectPostProcessor(new ObjectPostProcessor<BasicAuthenticationFilter>() {
                @Override
                public <O extends BasicAuthenticationFilter> O postProcess(O filter) {
                    filter.setSecurityContextRepository(new HttpSessionSecurityContextRepository());
                    return filter;
                }
            })
        );

    return http.build();
}

上述内容也适用于其他身份验证机制，例如Bearer 令牌身份验证。

理解显式保存需求

在 Spring Security 5 中，默认行为是使用SecurityContextPersistenceFilter将SecurityContext自动保存到SecurityContextRepository。保存必须在提交HttpServletResponse之前和SecurityContextPersistenceFilter之前进行。不幸的是，在请求完成之前（即在提交HttpServletResponse之前）完成SecurityContext的自动持久化可能会让用户感到意外。它也很难跟踪状态以确定是否需要保存，从而有时会导致对SecurityContextRepository（即HttpSession）进行不必要的写入。

由于这些原因，SecurityContextPersistenceFilter已被弃用，并由SecurityContextHolderFilter替换。在 Spring Security 6 中，默认行为是SecurityContextHolderFilter仅从SecurityContextRepository读取SecurityContext并将其填充到SecurityContextHolder中。如果用户希望SecurityContext在请求之间持久化，则现在必须使用SecurityContextRepository显式保存SecurityContext。这消除了歧义，并通过仅在必要时才需要写入SecurityContextRepository（即HttpSession）来提高性能。

工作原理

总而言之，当requireExplicitSave为true时，Spring Security 会设置SecurityContextHolderFilter而不是SecurityContextPersistenceFilter

配置并发会话控制

如果您希望限制单个用户登录应用程序的能力，Spring Security 提供了以下简单的附加功能来支持此功能。首先，您需要将以下侦听器添加到您的配置中，以使 Spring Security 了解会话生命周期事件：

  • Java

  • Kotlin

  • web.xml

@Bean
public HttpSessionEventPublisher httpSessionEventPublisher() {
    return new HttpSessionEventPublisher();
}
@Bean
open fun httpSessionEventPublisher(): HttpSessionEventPublisher {
    return HttpSessionEventPublisher()
}
<listener>
<listener-class>
    org.springframework.security.web.session.HttpSessionEventPublisher
</listener-class>
</listener>

然后将以下几行添加到您的安全配置中：

  • Java

  • Kotlin

  • XML

@Bean
public SecurityFilterChain filterChain(HttpSecurity http) {
    http
        .sessionManagement(session -> session
            .maximumSessions(1)
        );
    return http.build();
}
@Bean
open fun filterChain(http: HttpSecurity): SecurityFilterChain {
    http {
        sessionManagement {
            sessionConcurrency {
                maximumSessions = 1
            }
        }
    }
    return http.build()
}
<http>
...
<session-management>
    <concurrency-control max-sessions="1" />
</session-management>
</http>

这将阻止用户多次登录 - 第二次登录将导致第一次登录失效。

使用 Spring Boot，您可以通过以下方式测试上述配置场景：

  • Java

@SpringBootTest(webEnvironment = SpringBootTest.WebEnvironment.RANDOM_PORT)
@AutoConfigureMockMvc
public class MaximumSessionsTests {

    @Autowired
    private MockMvc mvc;

    @Test
    void loginOnSecondLoginThenFirstSessionTerminated() throws Exception {
        MvcResult mvcResult = this.mvc.perform(formLogin())
                .andExpect(authenticated())
                .andReturn();

        MockHttpSession firstLoginSession = (MockHttpSession) mvcResult.getRequest().getSession();

        this.mvc.perform(get("/").session(firstLoginSession))
                .andExpect(authenticated());

        this.mvc.perform(formLogin()).andExpect(authenticated());

        // first session is terminated by second login
        this.mvc.perform(get("/").session(firstLoginSession))
                .andExpect(unauthenticated());
    }

}

您可以使用最大会话示例进行测试。

您可能更倾向于阻止第二次登录，在这种情况下，您可以使用：

  • Java

  • Kotlin

  • XML

@Bean
public SecurityFilterChain filterChain(HttpSecurity http) {
    http
        .sessionManagement(session -> session
            .maximumSessions(1)
            .maxSessionsPreventsLogin(true)
        );
    return http.build();
}
@Bean
open fun filterChain(http: HttpSecurity): SecurityFilterChain {
    http {
        sessionManagement {
            sessionConcurrency {
                maximumSessions = 1
                maxSessionsPreventsLogin = true
            }
        }
    }
    return http.build()
}
<http>
<session-management>
    <concurrency-control max-sessions="1" error-if-maximum-exceeded="true" />
</session-management>
</http>

然后将拒绝第二次登录。 “拒绝”的意思是，如果使用基于表单的登录，则用户将被发送到authentication-failure-url。如果第二次身份验证通过另一种非交互式机制（例如“记住我”）进行，则会向客户端发送“未授权”（401）错误。如果要使用错误页面，则可以将属性session-authentication-error-url添加到session-management元素。

使用 Spring Boot，您可以通过以下方式测试上述配置：

  • Java

@SpringBootTest(webEnvironment = SpringBootTest.WebEnvironment.RANDOM_PORT)
@AutoConfigureMockMvc
public class MaximumSessionsPreventLoginTests {

    @Autowired
    private MockMvc mvc;

    @Test
    void loginOnSecondLoginThenPreventLogin() throws Exception {
        MvcResult mvcResult = this.mvc.perform(formLogin())
                .andExpect(authenticated())
                .andReturn();

        MockHttpSession firstLoginSession = (MockHttpSession) mvcResult.getRequest().getSession();

        this.mvc.perform(get("/").session(firstLoginSession))
                .andExpect(authenticated());

        // second login is prevented
        this.mvc.perform(formLogin()).andExpect(unauthenticated());

        // first session is still valid
        this.mvc.perform(get("/").session(firstLoginSession))
                .andExpect(authenticated());
    }

}

如果您正在为基于表单的登录使用自定义身份验证过滤器，则必须显式配置并发会话控制支持。您可以使用最大会话阻止登录示例进行测试。

检测超时

会话会自行过期，无需执行任何操作即可确保安全上下文被移除。也就是说，Spring Security 可以检测到会话何时过期，并采取您指定的特定操作。例如，当用户使用已过期的会话发出请求时，您可能希望重定向到特定的端点。这是通过 `HttpSecurity` 中的 `invalidSessionUrl` 实现的。

  • Java

  • Kotlin

  • XML

@Bean
public SecurityFilterChain filterChain(HttpSecurity http) {
    http
        .sessionManagement(session -> session
            .invalidSessionUrl("/invalidSession")
        );
    return http.build();
}
@Bean
open fun filterChain(http: HttpSecurity): SecurityFilterChain {
    http {
        sessionManagement {
            invalidSessionUrl = "/invalidSession"
        }
    }
    return http.build()
}
<http>
...
<session-management invalid-session-url="/invalidSession" />
</http>

请注意，如果您使用此机制检测会话超时，如果用户注销然后在不关闭浏览器的情况下重新登录，则可能会错误地报告错误。这是因为当您使会话失效时，会话cookie不会被清除，即使用户已注销，它也会被重新提交。如果出现这种情况，您可能需要配置注销以清除会话cookie。

自定义无效会话策略

`invalidSessionUrl` 是一个便捷方法，用于使用`SimpleRedirectInvalidSessionStrategy` 实现来设置 `InvalidSessionStrategy`。如果您想自定义行为，可以实现`InvalidSessionStrategy`接口并使用 `invalidSessionStrategy` 方法进行配置。

  • Java

  • Kotlin

  • XML

@Bean
public SecurityFilterChain filterChain(HttpSecurity http) {
    http
        .sessionManagement(session -> session
            .invalidSessionStrategy(new MyCustomInvalidSessionStrategy())
        );
    return http.build();
}
@Bean
open fun filterChain(http: HttpSecurity): SecurityFilterChain {
    http {
        sessionManagement {
            invalidSessionStrategy = MyCustomInvalidSessionStrategy()
        }
    }
    return http.build()
}
<http>
...
<session-management invalid-session-strategy-ref="myCustomInvalidSessionStrategy" />
<bean name="myCustomInvalidSessionStrategy" class="com.example.MyCustomInvalidSessionStrategy" />
</http>

例如，您可以通过在注销处理程序中使用`Clear-Site-Data` 头部显式删除 JSESSIONID Cookie。

  • Java

  • Kotlin

  • XML

@Bean
public SecurityFilterChain filterChain(HttpSecurity http) {
    http
        .logout((logout) -> logout
            .addLogoutHandler(new HeaderWriterLogoutHandler(new ClearSiteDataHeaderWriter(COOKIES)))
        );
    return http.build();
}
@Bean
open fun filterChain(http: HttpSecurity): SecurityFilterChain {
    http {
        logout {
            addLogoutHandler(HeaderWriterLogoutHandler(ClearSiteDataHeaderWriter(COOKIES)))
        }
    }
    return http.build()
}
<http>
<logout success-handler-ref="clearSiteDataHandler" />
<b:bean id="clearSiteDataHandler" class="org.springframework.security.web.authentication.logout.HeaderWriterLogoutHandler">
    <b:constructor-arg>
        <b:bean class="org.springframework.security.web.header.writers.ClearSiteDataHeaderWriter">
            <b:constructor-arg>
                <b:list>
                    <b:value>COOKIES</b:value>
                </b:list>
            </b:constructor-arg>
        </b:bean>
    </b:constructor-arg>
</b:bean>
</http>

这样做的好处是不依赖于容器，并且可以与任何支持 `Clear-Site-Data` 头部的容器一起工作。

或者，您也可以在注销处理程序中使用以下语法：

  • Java

  • Kotlin

  • XML

@Bean
public SecurityFilterChain filterChain(HttpSecurity http) {
    http
        .logout(logout -> logout
            .deleteCookies("JSESSIONID")
        );
    return http.build();
}
@Bean
open fun filterChain(http: HttpSecurity): SecurityFilterChain {
    http {
        logout {
            deleteCookies("JSESSIONID")
        }
    }
    return http.build()
}
<http>
  <logout delete-cookies="JSESSIONID" />
</http>

不幸的是，这不能保证适用于每个 Servlet 容器，因此您需要在您的环境中进行测试。

如果您在代理服务器后运行应用程序，您还可以通过配置代理服务器来删除会话cookie。例如，使用 Apache HTTPD 的 `mod_headers`，以下指令通过在注销请求的响应中使其过期来删除 `JSESSIONID` cookie（假设应用程序部署在 `/tutorial` 路径下）：

 
<LocationMatch "/tutorial/logout">
Header always set Set-Cookie "JSESSIONID=;Path=/tutorial;Expires=Thu, 01 Jan 1970 00:00:00 GMT"
</LocationMatch>

有关清除站点数据和注销部分的更多详细信息。

了解会话固定攻击防护

会话固定攻击是一种潜在的风险，攻击者可能通过访问站点创建会话，然后诱导其他用户使用相同的会话登录（例如，通过向他们发送包含会话标识符作为参数的链接）。Spring Security 通过在用户登录时创建新会话或更改会话 ID 来自动防止此问题。

配置会话固定防护

您可以通过选择三个推荐的选项来控制会话固定防护的策略：

  • `changeSessionId` - 不要创建新会话。而是使用 Servlet 容器提供的会话固定保护（`HttpServletRequest#changeSessionId()`）。此选项仅适用于 Servlet 3.1（Java EE 7）和更新版本的容器。在较旧的容器中指定它会导致异常。这是 Servlet 3.1 和更新版本容器中的默认设置。

  • `newSession` - 创建一个新的“干净”会话，不复制现有的会话数据（Spring Security 相关的属性仍然会被复制）。

  • `migrateSession` - 创建一个新会话并将所有现有会话属性复制到新会话。这是 Servlet 3.0 或更旧版本容器中的默认设置。

您可以通过以下操作配置会话固定保护：

  • Java

  • Kotlin

  • XML

@Bean
public SecurityFilterChain filterChain(HttpSecurity http) {
    http
        .sessionManagement((session) -> session
            .sessionFixation((sessionFixation) -> sessionFixation
                .newSession()
            )
        );
    return http.build();
}
@Bean
open fun filterChain(http: HttpSecurity): SecurityFilterChain {
    http {
        sessionManagement {
            sessionFixation {
                newSession()
            }
        }
    }
    return http.build()
}
<http>
  <session-management session-fixation-protection="newSession" />
</http>

发生会话固定保护时，会在应用程序上下文中发布 `SessionFixationProtectionEvent`。如果您使用 `changeSessionId`，此保护还会导致任何 `jakarta.servlet.http.HttpSessionIdListener` 被通知，因此如果您代码同时监听这两个事件，请注意。

您还可以将会话固定保护设置为 `none` 以禁用它，但不推荐这样做，因为它会使您的应用程序容易受到攻击。

使用 `SecurityContextHolderStrategy`

考虑以下代码块：

  • Java

UsernamePasswordAuthenticationToken token = new UsernamePasswordAuthenticationToken(
        loginRequest.getUsername(), loginRequest.getPassword());
Authentication authentication = this.authenticationManager.authenticate(token);
// ...
SecurityContext context = SecurityContextHolder.createEmptyContext(); (1)
context.setAuthentication(authentication); (2)
SecurityContextHolder.setContext(context); (3)

  1. 通过静态访问 `SecurityContextHolder` 创建一个空的 `SecurityContext` 实例。

  2. 在 `SecurityContext` 实例中设置 `Authentication` 对象。

  3. 在 `SecurityContextHolder` 中静态设置 `SecurityContext` 实例。

虽然上述代码运行良好，但它可能会产生一些不良影响：当组件通过 `SecurityContextHolder` 静态访问 `SecurityContext` 时，当有多个应用程序上下文想要指定 `SecurityContextHolderStrategy` 时，这可能会创建竞争条件。这是因为在 `SecurityContextHolder` 中，每个类加载器只有一个策略，而不是每个应用程序上下文一个策略。

为了解决这个问题，组件可以从应用程序上下文中连接 `SecurityContextHolderStrategy`。默认情况下，它们仍然会从 `SecurityContextHolder` 中查找策略。

这些更改主要是内部的，但它们为应用程序提供了自动装配 `SecurityContextHolderStrategy` 的机会，而不是静态访问 `SecurityContext`。为此，您应该将代码更改为以下内容：

  • Java

public class SomeClass {

    private final SecurityContextHolderStrategy securityContextHolderStrategy = SecurityContextHolder.getContextHolderStrategy();

    public void someMethod() {
        UsernamePasswordAuthenticationToken token = UsernamePasswordAuthenticationToken.unauthenticated(
                loginRequest.getUsername(), loginRequest.getPassword());
        Authentication authentication = this.authenticationManager.authenticate(token);
        // ...
        SecurityContext context = this.securityContextHolderStrategy.createEmptyContext(); (1)
        context.setAuthentication(authentication); (2)
        this.securityContextHolderStrategy.setContext(context); (3)
    }

}

  1. 使用配置的 `SecurityContextHolderStrategy` 创建一个空的 `SecurityContext` 实例。

  2. 在 `SecurityContext` 实例中设置 `Authentication` 对象。

  3. 在 `SecurityContextHolderStrategy` 中设置 `SecurityContext` 实例。

强制提前创建会话

有时，提前创建会话可能很有价值。这可以通过使用`ForceEagerSessionCreationFilter`来完成，可以使用以下方法进行配置：

  • Java

  • Kotlin

  • XML

@Bean
public SecurityFilterChain filterChain(HttpSecurity http) {
    http
        .sessionManagement(session -> session
            .sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.ALWAYS)
        );
    return http.build();
}
@Bean
open fun filterChain(http: HttpSecurity): SecurityFilterChain {
    http {
        sessionManagement {
            sessionCreationPolicy = SessionCreationPolicy.ALWAYS
        }
    }
    return http.build()
}
<http create-session="ALWAYS">

</http>

接下来阅读什么

1. 通过在身份验证后执行重定向的机制（例如表单登录）进行的身份验证不会被 `SessionManagementFilter` 检测到，因为在身份验证请求期间不会调用过滤器。在这种情况下，必须单独处理会话管理功能。