springboot-security

Spring Boot 安全審查

在新增認證、處理輸入、建立端點或處理機密時使用。

何時啟用

• 新增認證（JWT、OAuth2、Session 基礎）
• 實作授權（@PreAuthorize、角色基礎存取）
• 驗證使用者輸入（Bean Validation、自訂驗證器）
• 配置 CORS、CSRF 或安全標頭
• 管理機密（Vault、環境變數）
• 新增速率限制或暴力破解防護
• 掃描相依性中的 CVE

認證

• 偏好無狀態 JWT 或不透明令牌搭配撤銷清單
• 使用 httpOnly、Secure、SameSite=Strict Cookie 管理 Session
• 使用 OncePerRequestFilter 或資源伺服器驗證令牌

@Component
public class JwtAuthFilter extends OncePerRequestFilter {
  private final JwtService jwtService;

  public JwtAuthFilter(JwtService jwtService) {
    this.jwtService = jwtService;
  }

  @Override
  protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,
      FilterChain chain) throws ServletException, IOException {
    String header = request.getHeader(HttpHeaders.AUTHORIZATION);
    if (header != null && header.startsWith("Bearer ")) {
      String token = header.substring(7);
      Authentication auth = jwtService.authenticate(token);
      SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(auth);
    }
    chain.doFilter(request, response);
  }
}

授權

• 啟用方法安全性：@EnableMethodSecurity
• 使用 @PreAuthorize("hasRole('ADMIN')") 或 @PreAuthorize("@authz.canEdit(#id)")
• 預設拒絕，僅公開必要的範圍

@RestController
@RequestMapping("/api/admin")
public class AdminController {

  @PreAuthorize("hasRole('ADMIN')")
  @GetMapping("/users")
  public List<UserDto> listUsers() {
    return userService.findAll();
  }

  @PreAuthorize("@authz.isOwner(#id, authentication)")
  @DeleteMapping("/users/{id}")
  public ResponseEntity<Void> deleteUser(@PathVariable Long id) {
    userService.delete(id);
    return ResponseEntity.noContent().build();
  }
}

輸入驗證

• 使用 Bean Validation 搭配控制器上的 @Valid
• 對 DTO 套用限制：@NotBlank、@Email、@Size、自訂驗證器
• 在渲染前使用允許清單清理任何 HTML

// 錯誤：無驗證
@PostMapping("/users")
public User createUser(@RequestBody UserDto dto) {
  return userService.create(dto);
}

// 正確：已驗證的 DTO
public record CreateUserDto(
    @NotBlank @Size(max = 100) String name,
    @NotBlank @Email String email,
    @NotNull @Min(0) @Max(150) Integer age
) {}

@PostMapping("/users")
public ResponseEntity<UserDto> createUser(@Valid @RequestBody CreateUserDto dto) {
  return ResponseEntity.status(HttpStatus.CREATED)
      .body(userService.create(dto));
}

SQL 注入防護

• 使用 Spring Data Repository 或參數化查詢
• 對於原生查詢，使用 :param 綁定；絕不進行字串拼接

// 錯誤：原生查詢中的字串拼接
@Query(value = "SELECT * FROM users WHERE name = '" + name + "'", nativeQuery = true)

// 正確：參數化原生查詢
@Query(value = "SELECT * FROM users WHERE name = :name", nativeQuery = true)
List<User> findByName(@Param("name") String name);

// 正確：Spring Data 衍生查詢（自動參數化）
List<User> findByEmailAndActiveTrue(String email);

密碼編碼

• 永遠使用 BCrypt 或 Argon2 對密碼進行雜湊處理——絕不儲存明文
• 使用 PasswordEncoder Bean，不要手動雜湊

@Bean
public PasswordEncoder passwordEncoder() {
  return new BCryptPasswordEncoder(12); // 成本因子 12
}

// 在 Service 中
public User register(CreateUserDto dto) {
  String hashedPassword = passwordEncoder.encode(dto.password());
  return userRepository.save(new User(dto.email(), hashedPassword));
}

CSRF 保護

• 對於瀏覽器 Session 應用程式，保持 CSRF 啟用；在表單/標頭中包含令牌
• 對於純 Bearer 令牌的 API，停用 CSRF 並依賴無狀態認證

http
  .csrf(csrf -> csrf.disable())
  .sessionManagement(sm -> sm.sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS));

機密管理

• 原始碼中無機密；從環境變數或 Vault 載入
• 保持 application.yml 沒有憑證；使用佔位符
• 定期輪換令牌和資料庫憑證

# 錯誤：硬編碼在 application.yml 中
spring:
  datasource:
    password: mySecretPassword123

# 正確：環境變數佔位符
spring:
  datasource:
    password: ${DB_PASSWORD}

# 正確：Spring Cloud Vault 整合
spring:
  cloud:
    vault:
      uri: https://vault.example.com
      token: ${VAULT_TOKEN}

安全標頭

http
  .headers(headers -> headers
    .contentSecurityPolicy(csp -> csp
      .policyDirectives("default-src 'self'"))
    .frameOptions(HeadersConfigurer.FrameOptionsConfig::sameOrigin)
    .xssProtection(Customizer.withDefaults())
    .referrerPolicy(rp -> rp.policy(ReferrerPolicyHeaderWriter.ReferrerPolicy.NO_REFERRER)));

CORS 配置

• 在安全過濾器層級配置 CORS，而不是每個控制器
• 限制允許的來源——在生產環境中絕不使用 *

@Bean
public CorsConfigurationSource corsConfigurationSource() {
  CorsConfiguration config = new CorsConfiguration();
  config.setAllowedOrigins(List.of("https://app.example.com"));
  config.setAllowedMethods(List.of("GET", "POST", "PUT", "DELETE"));
  config.setAllowedHeaders(List.of("Authorization", "Content-Type"));
  config.setAllowCredentials(true);
  config.setMaxAge(3600L);

  UrlBasedCorsConfigurationSource source = new UrlBasedCorsConfigurationSource();
  source.registerCorsConfiguration("/api/**", config);
  return source;
}

// 在 SecurityFilterChain 中：
http.cors(cors -> cors.configurationSource(corsConfigurationSource()));

速率限制

• 對昂貴的端點套用 Bucket4j 或閘道層級限制
• 記錄和警示突發流量；返回 429 並附帶重試提示

// 使用 Bucket4j 進行每端點速率限制
@Component
public class RateLimitFilter extends OncePerRequestFilter {
  private final Map<String, Bucket> buckets = new ConcurrentHashMap<>();

  private Bucket createBucket() {
    return Bucket.builder()
        .addLimit(Bandwidth.classic(100, Refill.intervally(100, Duration.ofMinutes(1))))
        .build();
  }

  @Override
  protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,
      FilterChain chain) throws ServletException, IOException {
    String clientIp = request.getRemoteAddr();
    Bucket bucket = buckets.computeIfAbsent(clientIp, k -> createBucket());

    if (bucket.tryConsume(1)) {
      chain.doFilter(request, response);
    } else {
      response.setStatus(HttpStatus.TOO_MANY_REQUESTS.value());
      response.getWriter().write("{\"error\": \"Rate limit exceeded\"}");
    }
  }
}

相依性安全性

• 在 CI 中執行 OWASP Dependency Check / Snyk
• 保持 Spring Boot 和 Spring Security 在支援的版本上
• 針對已知 CVE 使建置失敗

日誌與個人識別資訊（PII）

• 絕不記錄機密、令牌、密碼或完整的 PAN 資料
• 對敏感欄位進行遮罩；使用結構化 JSON 日誌

檔案上傳

• 驗證大小、內容類型和副檔名
• 儲存在 Web 根目錄之外；必要時掃描

發布前檢查清單

• 認證令牌已正確驗證且未過期
• 每個敏感路徑都有授權守衛
• 所有輸入皆已驗證和清理
• 無字串拼接的 SQL
• CSRF 策略符合應用程式類型
• 機密已外部化；無提交的機密
• 安全標頭已配置
• API 上有速率限制
• 相依性已掃描且為最新版本
• 日誌中無敏感資料

切記：預設拒絕、驗證輸入、最小權限、安全優先配置。