新版 Spring Security 中的路径匹配机制

2024-04-22

Spring Security 是一个功能强大且可高度定制的安全框架，它提供了一套完整的解决方案，用于保护基于 Spring 的应用。在 Spring Security 中，路径匹配是权限控制的核心部分，它决定了哪些请求可以访问特定的资源。本文将带你详细了解 Spring Security 中的路径匹配策略，并提供相应的代码示例。

在旧版的 Spring Security 中，路径匹配方法有很多，但是新版 Spring Security 对这些方法进行了统一的封装，都是调用 requestMatchers 方法进行处理：

public C requestMatchers(RequestMatcher... requestMatchers) {
 Assert.state(!this.anyRequestConfigured, "Can't configure requestMatchers after anyRequest");
 return chainRequestMatchers(Arrays.asList(requestMatchers));
}

requestMatchers 方法接收一个 RequestMatcher 类型的参数，RequestMatcher 是一个接口，这个接口是一个用来确定 HTTP 请求是否与给定的模式匹配的工具。这个接口提供了一种灵活的方式来定义请求的匹配规则，从而可以对不同的请求执行不同的安全策略。

所以在新版 Spring Security 中，不同的路径匹配分方案实际上就是不同的 RequestMatcher 的实现类。

1. AntPathRequestMatcher

AntPathRequestMatcher 是 Spring 中最常用的请求匹配器之一，它使用 Ant 风格的路径模式来匹配请求的 URI。

1.1 什么是 Ant 风格的路径模式

Ant 风格的路径模式（Ant Path Matching）是一种用于资源定位的模式匹配规则，它源自 Apache Ant 这个 Java 构建工具。在 Ant 中，这种模式被用来指定文件系统中的文件和目录。由于其简单性和灵活性，Ant 风格的路径模式也被其他许多框架和应用程序所采用，包括 Spring Security。

Ant 风格的路径模式使用了一些特殊的字符来表示不同级别的路径匹配：

?：匹配任何单个字符（除了路径分隔符）。
*：匹配任何字符的序列（除了路径分隔符），但不包括空字符串。
**：匹配任何字符的序列，包括空字符串。至少匹配一个字符的序列，并且可以跨越路径分隔符。
{}：表示一个通配符的选择，可以匹配多个逗号分隔的模式。例如，{,春夏秋冬} 可以匹配任何以春夏秋冬开头的字符串。

在 Spring Security 中，Ant 风格的路径模式通常用于定义 URL 路径和安全配置之间的映射关系。例如，你可以使用 Ant 风格的路径模式来指定哪些 URL 路径需要特定的权限或角色。

以下是一些 Ant 风格路径模式的例子：

/users/*：匹配以 /users/ 开始的任何路径，如 /users/123 或 /users/profile。
/users/**：匹配以 /users/ 开始的任何路径，包括子路径，如 /users/123 或 /users/profile/picture.
/users/123：精确匹配 /users/123。
/users/{id}：虽然这不是 Ant 风格的模式，但它展示了路径参数匹配，可以匹配 /users/123、/users/456 等。
/files/**.{jpg,png}：匹配 /files/ 下所有以 .jpg 或 .png 结尾的文件路径，如 /files/image1.jpg 或 /files/folder/image.png。

通过使用 Ant 风格的路径模式，你可以灵活地定义复杂的 URL 匹配规则，以适应不同的安全需求。

1.2 基本用法

import org.springframework.security.web.util.matcher.AntPathRequestMatcher;

// 创建 AntPathRequestMatcher 实例
RequestMatcher antMatcher = new AntPathRequestMatcher("/users/**", "GET");

// 使用 matcher 进行匹配
boolean isMatch = antMatcher.matches(request);

1.3 通配符

? 匹配任何单字符。
* 匹配任何字符序列（但不包括目录分隔符）。
** 匹配任何字符序列，包括目录分隔符。

// 匹配 /admin 下的任何资源，包括子目录
RequestMatcher adminMatcher = new AntPathRequestMatcher("/admin/**");

// 匹配 /files 目录下的任何 HTML 文件
RequestMatcher fileMatcher = new AntPathRequestMatcher("/files/*.{html,htm}", "GET");

2. RegexRequestMatcher

RegexRequestMatcher 使用正则表达式来匹配请求的 URI 和 HTTP 方法。

2.1 基本用法

import org.springframework.security.web.util.matcher.RegexRequestMatcher;

// 创建 RegexRequestMatcher 实例
RequestMatcher regexMatcher = new RegexRequestMatcher("^/api/.*", "GET");

// 使用 matcher 进行匹配
boolean isMatch = regexMatcher.matches(request);

2.2 使用正则表达式


// 匹配任何以 /api 开头的 URI
RequestMatcher apiMatcher = new RegexRequestMatcher("^/api/.*");

// 匹配任何 HTTP 方法
RequestMatcher anyMethodMatcher = new RegexRequestMatcher("^/.*", "GET|POST|PUT|DELETE");

2.3 结合 Spring Security

下面这段代码，表示拦截所有以 html、css 以及 js 结尾的请求，这些请求可以直接访问：

@Configuration
public class SecurityConfig {

    @Bean
    SecurityFilterChain securityFilterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.authorizeHttpRequests(a -> a.requestMatchers(new RegexRequestMatcher("^.*\\.(htm|css|js)$","GET")).permitAll())
                .formLogin(Customizer.withDefaults())
                .csrf(c -> c.disable());
        return http.build();
    }
}

3. RequestHeaderRequestMatcher

RequestHeaderRequestMatcher 用来匹配请求头中的键和值。

import org.springframework.security.web.util.matcher.RequestHeaderRequestMatcher;

// 创建 RequestHeaderRequestMatcher 实例
RequestMatcher headerMatcher = new RequestHeaderRequestMatcher("User-Agent", "Mozilla.*");

// 使用 matcher 进行匹配
boolean isMatch = headerMatcher.matches(request);

具体到 Spring Security 中，用法如下：

@Configuration
public class SecurityConfig {

    @Bean
    SecurityFilterChain securityFilterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.authorizeHttpRequests(a -> a.requestMatchers(new RequestHeaderRequestMatcher("User-Agent","Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_15_7) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/123.0.0.0 Safari/537.36")).permitAll())
                .formLogin(Customizer.withDefaults())
                .csrf(c -> c.disable());
        return http.build();
    }
}

4. NegatedRequestMatcher

NegatedRequestMatcher 允许你否定一个已有的 RequestMatcher 的匹配结果。

import org.springframework.security.web.util.matcher.NegatedRequestMatcher;

// 创建一个 matcher，然后否定它的匹配结果
RequestMatcher notAdminMatcher = new NegatedRequestMatcher(adminMatcher);

// 使用 negated matcher 进行匹配
boolean isNotMatch = notAdminMatcher.matches(request);

例如下面这段代码表示除了 /hello 之外的地址，全都可以直接访问：

@Configuration
public class SecurityConfig {

    @Bean
    SecurityFilterChain securityFilterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.authorizeHttpRequests(a -> a.requestMatchers(new NegatedRequestMatcher(new AntPathRequestMatcher("/hello"))).permitAll())
                .formLogin(Customizer.withDefaults())
                .csrf(c -> c.disable());
        return http.build();
    }
}

5. AndRequestMatcher 和 OrRequestMatcher

AndRequestMatcher 和 OrRequestMatcher 分别用来组合多个 RequestMatcher 实例，进行 “与” 或 “或” 的逻辑匹配。

5.1 AndRequestMatcher


import org.springframework.security.web.util.matcher.AndRequestMatcher;

// 组合多个 matcher 进行“与”匹配
RequestMatcher andMatcher = new AndRequestMatcher(apiMatcher, headerMatcher);

// 使用 andMatcher 进行匹配
boolean isMatch = andMatcher.matches(request);

5.2 OrRequestMatcher

import org.springframework.security.web.util.matcher.OrRequestMatcher;

// 组合多个 matcher 进行“或”匹配
RequestMatcher orMatcher = new OrRequestMatcher(adminMatcher, fileMatcher);

// 使用 orMatcher 进行匹配
boolean isMatch = orMatcher.matches(request);

6. 总结

Spring 提供了多种 RequestMatcher 实现类，以满足不同的请求匹配需求。通过合理地使用这些匹配器，可以灵活地定义和实施安全策略。在实际应用中，你可能需要根据业务需求选择合适的匹配器，并结合 Spring Security 的配置来实现细粒度的访问控制。

Ref：https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI1NDY0MTkzNQ==&mid=2247507001&idx=1&sn=01baaeafde4d9a5a520bb92a966ce4bd