🧐 Spring Security 란?

Spring Security는 Spring 기반의 애플리케이션의 보안(인증과 권한, 인가 등)을 담당하는 스프링 하위 프레임워크이다. Spring Security는 '인증(Authenticate, 누구인지)과 인가(Authorize, 어떤 것을 할 수 있는지)에 대한 부분을 Filter 흐름에 따라 처리하고 있다.
필터는 Dispatcher Servlet으로 가기 전에 적용되므로 가장 먼저 URL 요청을 받지만, Interceptor는 Dispatcher와 Controller 사이에 위치한다는 점에서 적용 시기의 차이가 있다. 스프링 시큐리티는 보안과 관련해서 체계적으로 많은 옵션을 제공해주기 때문에 개발자 입장에서는 일일이 보안관련 로직을 작성하지 않아도 된다는 장점이 있다.

• 인증 (Authentication) : 보호된 리소스에 접근한 대상에 대해 이 유저가 누구인지, 애플리케이션의 작업을 수행해도 되는 주체인지 확인하는 과정 (ex. 로그인)
• 인가 (Authorize) : 해당 리소스에 대해 접근 가능한 권한을 가지고 있는지 확인하는 과정 (After Authentication, 인증 이후)
• 권한 (Authorization) : 인증된 주체가 애플리케이션의 동작을 수행할 수 있도록 허락되어 있는지 결정

스프링 시큐리티에서는 이러한 인증과 인가를 위해 Principal을 아이디로, Credential을 비밀번호로 사용하는 Credential 기반의 인증 방식을 사용한다.

• Principal (접근 주체) : 보호받는 Resource에 접근하는 대상
• Credential (비밀번호) : Resource에 접근하는 대상의 비밀번호

📌 Spring Security 특징

• 보안관 관련하여 체계적으로 많은 옵션을 제공하여 편리하게 사용할 수 있다.
• Filter 기반으로 동작하여 MVC와 분리하여 관리 및 동작한다.
• 어노테이션을 통한 간단한 설정이 가능하다.
• Spring Security는 기본적으로 세션 & 쿠키 방식으로 인증을 한다.
• 인증관리자 (Authentication Manager)와 접근 결정 관리자 (Access Decision Manager)를 통해 사용자의 리소스 접근을 관리한다.
• 인증 관리자는 UserNamePasswordAuthenticationFilter, 접근 관리자는 FilterSecurityInterceptor가 수행한다.

📌 Spring Security Architecture (스프링 시큐리티 구조)

1. 사용자가 로그인 정보와 함께 인증 요청을 한다. (Http Request)
2. AuthenticationFilter가 요청을 가로채고, 가로챈 정보를 통해 UsernamePasswordAuthenticationToken의 인증용 객체를 생성한다.
3. AuthenticationManager의 구현체인 ProviderManager에게 생성한 UsernamePasswordToken 객체를 전달한다.
4. AuthenticationManager는 등록된 AuthenticationProvider(들)을 조회하여 인증을 요구한다.
5. 실제 DB에서 사용자 인증정보를 가져오는 UserDetailsService에 사용자 정보를 넘겨준다.
6. 넘겨받은 사용자 정보를 통해 DB에서 찾은 사용자 정보인 UserDetails 객체를 만든다.
7. AuthenticationProvider(들)은 UserDetails를 넘겨받고 사용자 정보를 비교한다.
8. 인증이 완료되면 권한 등의 사용자 정보를 담은 Authentication 객체를 반환한다.
9. 다시 최초의 AuthenticationFilter에 Authentication 객체가 반환된다.
10. Authentication 객체를 SecurityContext에 저장한다.

최종적으로 SecurityContextHolder는 세션 영역에 있는 SecurityContext에 Authentication 객체를 저장한다. 사용자 정보를 저장한다는 것은 Spring Security가 전통적인 세션-쿠키 기반의 인증 방식을 사용한다는 것을 의미한다.

📌 Spring Security Filter

• SecurityContextPersistenceFilter : SecurityContextRepository에서 SecurityContext를 가져오거나 저장하는 역할을 한다.
• LogoutFilter : 설정된 로그아웃 URL로 오는 요청을 감시하며, 해당 유저를 로그아웃 처리
• (UsernamePassword)AuthenticationFilter : (아이디와 비밀번호를 사용하는 form 기반 인증) 설정된 로그인 URL로 오는 요청을 감시하며 유저 인증 처리
  1. AuthenticationManager를 통한 인증 실행
  2. 인증 성공 시, 얻은 Authentication객체를 SecurityContext에 저장 후 AuthenticationSuccessHandler 실행
  3. 인증 실패 시, AuthenticationFailureHandler 실행
• DefaultLoginPageGeneratingFilter : 인증을 위한 로그인 폼 URL을 감시한다.
• BasicAuthenticationFilter : HTTP 기본 인증 헤더를 감시하여 처리한다.
• RequestCacheAwareFilter : 로그인 성공 후, 원래 요청 정보를 재구성하기 위해 사용된다.
• SecurityContextHolderAwareRequestFilter : HttpServletRequestWrapper를 상속한 SecurityContextHolderAwareRequestWrapper 클래스로 HttpServletRequest 정보를 감싼다. SecurityContextHolderAwareRequestWrapper 클래스는 필터 체인상의 다음 필터들에게 부가정보를 제공한다.
• AnonymousAuthenticationFilter : 이 필터가 호출되는 시점까지 사용자 정보가 인증되지 않았다면 인증토큰에 사용자가 익명 사용자로 나타난다.
• SessionManagementFilter : 이 필터는 인증된 사용자와 관련된 모든 세션을 추적한다.
• ExceptionTranslationFilter : 이 필터는 보호된 요청을 처리하는 중에 발생할 수 있는 예외를 위임하거나 전달하는 역할을 한다.
• FilterSecurityInterceptor : 이 필터는 AccessDecisionManager 로 권한부여 처리를 위임함으로써 접근 제어 결정을 쉽게 해준다.

📌 Spring Security 모듈

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

• SecurityContext
  Authentication을 보관하는 역할을 하며, SecurityContext를 통해 Authentication 객체를 꺼내올 수 있다.

• Authentication
  Authentication는 현재 접근하는 주체의 정보와 권한을 담는 인터페이스이다. Authentication객체는 SecurityCotnext에 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;
}

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

public class UsernamePasswordAuthenticationToken extends AbstractAuthenticationToken {
    // 주로 사용자의 ID에 해당함
    private final Object principal;
    // 주로 사용자의 PW에 해당함
    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
	}
}


public abstract class AbstractAuthenticationToken implements Authentication, CredentialsContainer {
}

• AuthenticationProvider
  AuthenicationProvider에서는 실제 인증에 대한 부분을 처리하는데, 인증 전의 Authentication객체를 받아서 인증이 완료된 객체를 반환하는 역할을 한다. 아래와 같은 AuthenticationProvider인터페이스를 구현해서 Custom한 AuthenticationProvider을 작성해서 AuthenticationManager에 등록하면 된다.

public interface AuthenticationProvider {

	// 인증 전의 Authenticaion 객체를 받아서 인증된 Authentication 객체를 반환
    Authentication authenticate(Authentication var1) throws AuthenticationException;

    boolean supports(Class<?> var1);
    

• AuthenticationManager
  인증에 대한 부분은 SpringSecurity의 AuthenticationManager를 통해서 처리하게 되는데, 실질적으로는 AuthenticationManager에 등록된 AuthenticationProvider에 의해 처리된다. 인증이 성공하면 2번쨰 생성자를 이용해 인증이 성공한(isAuthenticated = true) 객체를 생성하여 SecurityContext에 저장한다. 그리고 인증 상태를 유지하기 위해 세션에 보관하며, 인증이 실패한 경우에는 AuthentcationExcption을 발생시킨다.

public interface AuthenticationManager {
	Authentication authenticate(Authentication authentication) 
		throws AuthenticationException;
}

AuthenticationManager를 implements한 ProviderManager는 실제 인증 과정에 대한 로직을 가지고 있는 AuthenticationProvider를 List로 가지고 있으며, ProviderManager는 for문을 이용해 모든 provider를 조회하면서 authenticate 처리를 한다.

public class ProviderManager implements AuthenticationManager, MessageSourceAware,
InitializingBean {
    public List<AuthenticationProvider> getProviders() {
		return providers;
	}
    public Authentication authenticate(Authentication authentication)
			throws AuthenticationException {
		Class<? extends Authentication> toTest = authentication.getClass();
		AuthenticationException lastException = null;
		Authentication result = null;
		boolean debug = logger.isDebugEnabled();
        //for문으로 모든 provider를 순회하여 처리하고 result가 나올 때까지 반복한다.
		for (AuthenticationProvider provider : getProviders()) {
            ....
			try {
				result = provider.authenticate(authentication);

				if (result != null) {
					copyDetails(authentication, result);
					break;
				}
			}
			catch (AccountStatusException e) {
				prepareException(e, authentication);
				// SEC-546: Avoid polling additional providers if auth failure is due to
				// invalid account status
				throw e;
			}
            ....
		}
		throw lastException;
	}
}

• UserDetails
  인증에 성공하여 생성된 UserDetails객체는 Authentication객체를 구현한 UsernamePasswordAuthenticationToken울 생성하기 위해 사용된다.

public interface UserDetails extends Serializable {

    Collection<? extends GrantedAuthority> getAuthorities();

    String getPassword();

    String getUsername();

    boolean isAccountNonExpired();

    boolean isAccountNonLocked();

    boolean isCredentialsNonExpired();

    boolean isEnabled();
    
}

• UserDetailsService
  UserDetailsService인터페이스는 UserDetails객체를 반환하는 단 하나의 메소드를 가지고 있는데, 일반적으로 이를 구현한 클래스의 내부에 UserRepository를 주입받아 DB와 연결하여 처리한다.

public interface UserDetailsService {

    UserDetails loadUserByUsername(String var1) throws UsernameNotFoundException;

}

• PasswordEncoding
  AuthenticationManagerBuilder.userDetailsService().passwordEncoder()를 통해 패스워드 암호화에 사용될 PasswordEncoder 구현체를 지정할 수 있다.

@Override
protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
	// TODO Auto-generated method stub
	auth.userDetailsService(userDetailsService).passwordEncoder(passwordEncoder());
}

@Bean
public PasswordEncoder passwordEncoder(){
	return new BCryptPasswordEncoder();
}

• GrantedAuthority
  GrantAuthority는 현재 사용자(principal)가 가지고 있는 권한을 의미한다. ROLE_ADMIN이나 ROLE_USER와 같이 ROLE*의 형태로 사용하며, 보통 "roles"이라고 한다. GrantedAuthority객체는 UserDetailsService에 의해 불러올 수 있고, 특정 자원에 대한 권한이 있는지를 검사하여 접근 허용 여부를 결정한다.

  참고한 사이트
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