Spring Security

[WEEK 4] PREVIEW

YC Tech Academy

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Spring Security

인증(Authentication)과 인가(Authorization)

• 인증(Authentication)
  해당 사용자가 본인이 맞는지를 확인하는 절차
• 인가(Authorization)
  인증된 사용자가 요청된 자원에 접근 가능한지를 결정하는 절차

인증 방식

1. credential 방식
   username, password을 이용하는 방식
2. 이중 인증 방식 (two factor 인증)
   사용자가 입력한 개인정보를 인증 후, 다른 인증 체계를 이용하여 두 가지의 조합으로 인증하는 방식
3. 하드웨어 인증
   자동차 키와 같은 하드웨어로 인증하는 방식

이 중 Spring Security는 credential 기반의 인증방식을 취한다.

• principal : 아이디 (username)
• credential : 비밀번호 (password)

특정 자원에 대한 접근을 제어하기 위해서는 권한을 가지게 된다.
특정 권한을 얻기 위해서는 유저는 인증(Authentication)이 필요하고, 관리자는 해당 정보를 참고하여 권한을 인가(Authorization)한다.
Spring Security는 principal - credential 패턴을 가진다.

Spring Security의 특징

• Filter 기반으로 동작한다.
  Spring MVC와 분리되어 관리하고 동작할 수 있다.
• Bean으로 설정할 수 있다.

Spring Security 구조

1. HTTP REQUEST 수신

사용자가 로그인 정보와 함께 인증 요청을 한다.

2. 유저 자격을 기반으로 인증 토큰 생성

AuthenticationFilter가 요청을 수신받아 요청 정보를 통해 UsernamePasswordAuthenticationToken의 인증용 객체를 생성한다.

3. Filter을 통해 AuthenticationToken을 AuthenticationManager로 위임

AuthenticationManager의 구현체인 ProviderManager에게 생성한 UsernamePasswordToken 객체를 전달한다.

4. AuthenticationProvider의 목록으로 인증 시도

AuthenticationManager는 등록된 AuthenticationProvider들을 조회하며 인증을 요구한다.

5. UserDetailsService의 요구

실제 데이터베이스에서 사용자 인증정보를 가져오는 UserDetailsService에 사용자 정보를 넘겨준다.

6. UserDetails을 이용해 User 객체에 대한 정보 탐색

넘겨받은 사용자 정보를 통해 데이터베이스에서 찾아낸 사용자 정보인 UserDetails 객체를 만든다.

7. User 객체의 정보들을 UserDetails가 UserDetailsService(LoginService)로 전달

AuthenticationProvider들은 UserDetailsService을 통해 UserDetails을 넘겨받고 사용자 정보를 비교한다.

8. 인증 객체 or AuthenticationException

인증이 완료되면 권한 등의 사용자 정보를 담은 Authentication 객체를 반환한다.

9. 인증 끝

다시 최초의 AuthenticationFilter에 Authentication 객체가 반환된다.

10. SecurityContext에 인증 객체를 설정

Authentication 객체를 Security Context에 저장한다.

• 최종적으로 SecurityContextHolder는 세션영역에 있는 SecurityContext에 Authentication 객체를 저장한다.
• 사용자가 정보를 저장한다는 것은 Spring Security가 전통적인 세션-쿠키 기반의 인증 방식을 사용한다는 것을 의미한다.
• Authentication 클래스는 현재 접근하는 주체의 정보와 권한을 담는 인터페이스고 SecurityContext 저장되며 SecurityContextHolder를 통해 SecurityContext에 접근하고, SecurityContext를 통해 Authentication에 접근할 수 있다.

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Authentication

• 현재 접근하는 주체의 정보와 권한을 담는 인터페이스이다. Authentication 객체는 SecurityContext에 저장되며,
  SecurityContextHolder를 통해 SecurityContext에 접근하고, SecurityContext를 통해 Authentication에 접근할 수 있다.

public interface Authentication extends Principal, Serializable {
    // 현재 사용자의 권한 목록을 가져옴
    Collection<? extends GrantedAuthority> getAuthorities();

    // credentials(주로 비밀번호)을 가져옴
    Object getCredentials();

    Object getDetails();

    // Principal 객체를 가져옴
    Object getPrincipal();

    // 인증 여부를 가져옴
    boolean isAuthenticated();

    // 인증 여부를 설정함
    void setAuthenticated(boolean isAuthenticated) throws IllegalArgumentException;

}

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UsernamePasswordAuthenticationToken

• UsernamePasswordAuthenticationToken은 Authentication을 implements한 AbstractAuthenticationToken의 하위 클래스로, User의 ID가 Principal 역할을 하고, Password가 Credential의 역할을 한다.
• UsernamePasswordAuthenticationToken의 첫 번째 생성자는 인증 전의 객체를 생성하고, 두번째는 인증이 완료된 객체를 생성한다.

public abstract class AbstractAuthenticationToken implements Authentication, CredentialsContainer {
}

public class UsernamePasswordAuthenticationToken extends AbstractAuthenticationToken {

    private static final long serialVersionUID = SpringSecurityCoreVersion.SERIAL_VERSION_UID;

    // 주로 사용자의 ID에 해당
    private final Object principal;

    // 주로 사용자의 PW에 해당
    private Object credentials;

    // 인증 완료 전의 객체 생성
    public UsernamePasswordAuthenticationToken(Object principal, Object credentials) {
        super(null);
        this.principal = principal;
        this.credentials = credentials;
        setAuthenticated(false);
    }

    // 인증 완료 후의 객체 생성
    public UsernamePasswordAuthenticationToken(Object principal, Object credentials,
            Collection<? extends GrantedAuthority> authorities) {
        super(authorities);
        this.principal = principal;
        this.credentials = credentials;
        super.setAuthenticated(true); // must use super, as we override
    }
}

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AuthenticationManager

• 인증에 대한 부분은 AuthenticationManager를 통해서 처리하게 되는데, 실질적으로는 AuthenticationManager에 등록된 AuthenticationProviders에 의해 처리된다.
• 인증에 성공하면 두번째 생성자를 이용해 객체를 생성하여 SecurityContext에 저장한다.

public interface AuthenticationManager {

    Authentication authenticate(Authentication authentication) throws AuthenticationException;

}

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AuthenticationProvider

• AuthenticationProvider에서는 실제 인증에 대한 부분을 처리하는데, 인증 전의 Authentication 객체를 받아서 인증이 완료된 객체를 반환하는 역할을 한다.
• 아래와 같은 인터페이스를 구현해 Custom한 AuthenticationProvider를 작성하고 AuthenticationManager에 등록하면 된다.

public interface AuthenticationProvider {

    Authentication authenticate(Authentication authentication) throws AuthenticationException;

    boolean supports(Class<?> authentication);

}

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ProviderManager

• AuthenticationManager를 implements한 ProviderManager는 AuthenticationProvider를 구성하는 목록을 갖는다.
• public class ProviderManager implements AuthenticationManager, MessageSourceAware, InitializingBean { public List<AuthenticationProvider> getProviders() { return this.providers; } public Authentication authenticate(Authentication authentication) throws AuthenticationException { Class<? extends Authentication> toTest = authentication.getClass(); AuthenticationException lastException = null; AuthenticationException parentException = null; Authentication result = null; Authentication parentResult = null; int currentPosition = 0; int size = this.providers.size(); // for문으로 모든 provider를 순회하여 처리하고 result가 나올때까지 반복한다. for (AuthenticationProvider provider : getProviders()) { ... } } }

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UserDetailsService

• UserDetailsService는 UserDetails 객체를 반환하는 하나의 메소드만을 가지고 있는데, 일반적으로 이를 implements한 클래스에 UserRepository를 주입받아 DB와 연결하여 처리한다.
• public interface UserDetailsService { UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException;

}

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### UserDetails
- 인증에 성공하여 생성된 UserDetails 객체는 Authentication객체를 구현한 UsernamePasswordAuthenticationToken을 생성하기 위해 사용된다. 
- UserDetails를 implements하여 처리할 수 있다.

```JAVA
public interface UserDetails extends Serializable {

    // 권한 목록
    Collection<? extends GrantedAuthority> getAuthorities();

    String getPassword();

    String getUsername();

    // 계정 만료 여부
    boolean isAccountNonExpired();

    // 계정 잠김 여부
    boolean isAccountNonLocked();

    // 비밀번호 만료 여부
    boolean isCredentialsNonExpired();

    // 사용자 활성화 여부
    boolean isEnabled();

}

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SercurityContextHolder

• SecurityContextHolder는 보안 주체의 세부 정보를 포함하여 응용프로그램의 현재 보안 컨텍스트에 대한 세부 정보가 저장된다.

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SecurityContext

• Authentication을 보관하는 역할을 하며, SecurityContext를 통해 Authentication을 저장하거나 꺼내올 수 있다.

  SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authentication);
  SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication(authentication);

```

GrantedAuthority

• GrantedAuthority는 현재 사용자(Principal)가 가지고 있는 권한을 의미하며, ROLE_ADMIN이나 ROLE_USER와 같이 ROLE_*의 형태로 사용한다.
• GrantedAuthority 객체는 UserDetailsService에 의해 불러올 수 있고, 특정 자원에 대한 권한이 있는지를 검사하여 접근 허용 여부를 결정한다.

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참고1
참고2