🌷 古之立大事者,不惟有超世之才,亦必有坚忍不拔之志
🎐 个人CSND主页——Micro麦可乐的博客
🐥《Docker实操教程》专栏以最新的Centos版本为基础进行Docker实操教程,入门到实战
🌺《RabbitMQ》专栏19年编写主要介绍使用JAVA开发RabbitMQ的系列教程,从基础知识到项目实战
🌸《设计模式》专栏以实际的生活场景为案例进行讲解,让大家对设计模式有一个更清晰的理解
🌛《开源项目》本专栏主要介绍目前热门的开源项目,带大家快速了解并轻松上手使用
✨《开发技巧》本专栏包含了各种系统的设计原理以及注意事项,并分享一些日常开发的功能小技巧
💕《Jenkins实战》专栏主要介绍Jenkins+Docker的实战教程,让你快速掌握项目CI/CD,是2024年最新的实战教程
🌞《Spring Boot》专栏主要介绍我们日常工作项目中经常应用到的功能以及技巧,代码样例完整
🌞《Spring Security》专栏中我们将逐步深入Spring Security的各个技术细节,带你从入门到精通,全面掌握这一安全技术
如果文章能够给大家带来一定的帮助!欢迎关注、评论互动~
最新Spring Security实战教程(十七)企业级安全方案设计 - 多因素认证(MFA)实现
- 1. 前言
- 2. 为什么需要多因素认证?
- 传统认证的风险
- MFA的核心优势
- 常见多因素认证实现方案
- 3. 多因素认证的核心原理
- 4. 系统架构与流程设计
- ❶ 用户注册/初始化
- ❷ 第一步:用户名+密码登录
- ❸ TOTP 验证
- ❹ 完整流程图
- 5. Spring Security整合MFA实现
- 5.1 引入依赖
- 5.2 用户实体
- 5.3 用户 Mapper
- 5.4 TOTP 工具类(Google Authenticator 兼容)
- 5.5 Service 层:用户与 MFA 逻辑
- 5.6 安全配置(SecurityConfig.java)
- 5.6 .1 自定义异常 MfaRequiredException.java
- 6.5.2 自定义 AuthenticationProvider
- 5.6.3 自定义过滤器 MfaAuthenticationFilter.java
- 5.6.4 自定义失败处理器 CustomAuthenticationFailureHandler.java
- 5.6.5 安全配置 SecurityConfig.java
- 5.7 控制器:登录、MFA 验证、注册与秘钥初始化
- 5.8 前端页面示例(Thymeleaf)
- 6. 总结与落地建议
- 实际生产环境推荐:
回顾链接:
最新Spring Security实战教程(一)初识Spring Security安全框架
最新Spring Security实战教程(二)表单登录定制到处理逻辑的深度改造
最新Spring Security实战教程(三)Spring Security 的底层原理解析
最新Spring Security实战教程(四)基于内存的用户认证
最新Spring Security实战教程(五)基于数据库的动态用户认证传统RBAC角色模型实战开发
最新Spring Security实战教程(六)最新Spring Security实战教程(六)基于数据库的ABAC属性权限模型实战开发
最新Spring Security实战教程(七)方法级安全控制@PreAuthorize注解的灵活运用
最新Spring Security实战教程(八)Remember-Me实现原理 - 持久化令牌与安全存储方案
最新Spring Security实战教程(九)前后端分离认证实战 - JWT+SpringSecurity无缝整合
最新Spring Security实战教程(十)权限表达式进阶 - 在SpEL在安全控制中的高阶魔法
最新Spring Security实战教程(十一)CSRF攻防实战 - 从原理到防护的最佳实践
最新Spring Security实战教程(十二)CORS安全配置 - 跨域请求的安全边界设定
最新Spring Security实战教程(十三)会话管理机制 - 并发控制与会话固定攻击防护
最新Spring Security实战教程(十四)OAuth2.0精讲 - 四种授权模式与资源服务器搭建
最新Spring Security实战教程(十五)快速集成 GitHub 与 Gitee 的社交登录
最新Spring Security实战教程(十六)微服务间安全通信 - JWT令牌传递与校验机制
1. 前言
在微服务与分布式架构日益普及的今天,传统的 单一凭证(用户名+密码) 已经难以满足企业对于身份验证的高安全性需求。多因素认证(Multi‐Factor Authentication,简称 MFA) 通过用户知道的东西
(如密码)+ 用户拥有的东西
(如动态验证码)或 用户自身的一部分
(如指纹)三种因素的组合,大幅提升了系统防护能力。
比如我们常的 GitHub
、腾讯云
等就开启了MFA
,GitHub
开启 MFA后可以使用 使用Authenticator
应用扫描,而腾讯云则需要短信验证码来进行校验。
本章节博主将带着大家深入解析MFA
,并基于 Spring Security 6
,结合 MySQL 与 MyBatis-Plus,带你从理论到实战,快速构建一套企业级的 MFA 认证方案。
2. 为什么需要多因素认证?
传统认证的风险
- 密码脆弱性:大部分的数据泄露源于弱密码或重复密码
- 撞库攻击:黑客利用泄露的密码库尝试登录其他系统
- 钓鱼攻击:伪造登录页面窃取用户凭证
MFA的核心优势
多因素认证(MFA)通过多种不同类别的凭证 来共同完成身份验证,显著提升安全性:
- Something you know(你知道的东西):用户名与密码、PIN 码等;
- Something you have(你拥有的东西):手机收到的 OTP、应用令牌(Authenticator)等;
- Something you are(你自身的一部分):生物特征(指纹、面部识别等)。
当密码被破解或泄露后,如果没有第二因素(如手机动态验证码),攻击者依然无法登录。
常见多因素认证实现方案
认证方式 | 安全性 | 用户体验 | 实施成本 |
---|---|---|---|
SMS验证码 | ★★☆ | ★★★ | ★★☆ |
邮件验证 | ★★☆ | ★★☆ | ★★☆ |
TOTP | ★★★ | ★★★☆ | ★★★ |
生物识别 | ★★★☆ | ★★★★ | ★★★★ |
本方案选择TOTP:平衡安全性与实施成本,兼容Google Authenticator
等标准应用
3. 多因素认证的核心原理
以 TOTP(Time‐based One‐Time Password)
为例:
- 服务端生成用户专属密钥(
Secret Key
),并在用户首次登录或在安全设置中心将其展示给用户(通常通过二维码形式扫描到Google Authenticator
、Authy
等应用中) - 手机端应用(如
Google Authenticator
)基于Secret Key
与当前时间戳,通过HMAC‐SHA1
算法计算出 6 位动态验证码 - 用户登录时,输入用户名+密码(第 1 因素),若校验通过,跳转到 MFA 验证页面,要求输入手机上展示的 6 位动态验证码(第 2 因素)
- 服务端验证客户端提交的动态验证码是否与基于相同 Secret Key 和当前时间戳计算出的值一致。若一致,则认为通过 MFA ,登录成功;否则,拒绝登录或提示重试
整个流程中,只有用户掌握 Secret Key(存在手机应用中),且需实时生成动态验证码,即使攻击者获得了用户名+密码,没有手机和 Secret Key,也无法通过第二因素验证。
4. 系统架构与流程设计
本章节以单体 Spring Boot
应用演示 MFA
流程,生产环境可拆分成独立的认证服务(Auth Service
)与业务服务(Resource Service
),二者均依赖集中管理的用户与 MFA 数据库。关键流程:
❶ 用户注册/初始化
后台管理员或用户注册时,系统为用户生成一对 RSA 密钥(可选)或仅生成 TOTP Secret,保存用户表中。
将生成的 Secret 以二维码或明文形式呈现给用户,用户通过 Google Authenticator
等扫描或手动录入。
❷ 第一步:用户名+密码登录
用户提交用户名+密码,Service 层校验密码(结合 BCrypt)。
校验成功后,将用户标记为“已通过第一步认证”,并生成一个短期令牌(可存放到 session 或 JWT)表示“待 MFA”状态,重定向到 MFA 验证页。
❸ TOTP 验证
用户在 MFA 验证页中输入 6 位动态验证码,提交后,后台从数据库中取出该用户的 Secret,通过 TOTP 算法生成当前时刻的合法验证码,进行比对。
若校验通过,则完成整个登录流程,Spring Security
将真正的 Authentication
对象置入 SecurityContext
中,登录成功,跳转到首页;否则,提示错误并重试。
❹ 完整流程图
5. Spring Security整合MFA实现
根据前面的章节我们已经整合好了 mysql + mybatis等的项目案例,我们继续追加子模块,引入Google Authenticator
兼容 TOTP
实现:com.warrenstrange:googleauth:1.5.0
5.1 引入依赖
下面以 pom.xml
为例,列出主要依赖:
<!-- pom.xml --><dependencies><!-- Spring Boot Starter Web + Thymeleaf --><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-thymeleaf</artifactId></dependency><!-- Spring Security 6 --><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId></dependency><!-- MyBatis-Plus & MySQL 驱动 --><dependency><groupId>com.baomidou</groupId><artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId><version>3.5.3.5</version></dependency><dependency><groupId>mysql</groupId><artifactId>mysql-connector-java</artifactId><scope>runtime</scope></dependency><!-- Google Authenticator TOTP 实现 --><dependency><groupId>com.warrenstrange</groupId><artifactId>googleauth</artifactId><version>1.5.0</version></dependency><!-- Lombok(可选) --><dependency><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId><scope>provided</scope></dependency><!-- 测试 --><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId><scope>test</scope></dependency></dependencies>
5.2 用户实体
@Data
@TableName("users")
public class User {@TableId(type = IdType.AUTO)private Long id;private String username;private String password;private Boolean enabled;private Boolean mfaEnabled;private String mfaSecret;private LocalDateTime createdAt;private LocalDateTime updatedAt;
}
使用 Lombok @Data 简化 getter/setter
mfaEnabled 与 mfaSecret 字段分别表示该用户是否启用 MFA 及其对应的 TOTP 密钥
5.3 用户 Mapper
@Mapper
public interface UserMapper extends BaseMapper<User> {// 如果需要自定义 SQL,可在此处声明
}
5.4 TOTP 工具类(Google Authenticator 兼容)
我们将使用 com.warrenstrange.googleauth.GoogleAuthenticator
来生成并验证动态验证码(TOTP)
public class TotpUtils {private static final GoogleAuthenticator gAuth = new GoogleAuthenticator();/*** 为用户生成一个新的 TOTP 密钥(Base32 编码格式)** @return Base32 编码的密钥*/public static String generateSecretKey() {GoogleAuthenticatorKey key = gAuth.createCredentials();return key.getKey();}/*** 验证用户提交的 TOTP 码是否合法(基于用户的 Secret Key)** @param secretKey Base32 编码的 TOTP 密钥* @param code 用户提交的 6 位验证码* @return true 如果校验通过;false 否则*/public static boolean verifyTotp(String secretKey, int code) {return gAuth.authorize(secretKey, code);}/*** 将 Base32 编码的密钥转换为 Hex,若业务需要展示给前端 URI 可用该方法*/public static String getHexKey(String base32Secret) {Base32 codec = new Base32();byte[] bytes = codec.decode(base32Secret);return Hex.encodeHexString(bytes);}/*** 生成在 Google Authenticator 中添加账户的二维码 URI** @param username 用户名* @param secret Base32 编码密钥* @param issuer 应用或企业名称,比如 "MyCompany"* @return otpauth://totp/issuer:username?secret=SECRET&issuer=issuer*/public static String getOtpAuthURL(String username, String secret, String issuer) {return String.format("otpauth://totp/%s:%s?secret=%s&issuer=%s",issuer, username, secret, issuer);}
}
说明:
generateSecretKey()
:生成一个新的 Base32 格式秘钥,用于 TOTP 绑定。verifyTotp(secretKey, code)
:校验用户提交的 6 位 TOTP 码是否与当前时刻计算值匹配。getOtpAuthURL(...)
:方便在前端生成二维码,让用户用 Google Authenticator 扫描。
5.5 Service 层:用户与 MFA 逻辑
我们封装用户管理与 MFA 相关的业务逻辑到 UserService
IUserService.java(接口)
public interface IUserService {User findByUsername(String username);void register(User user);void enableMfa(Long userId);boolean verifyTotp(Long userId, int code);
}
UserServiceImpl.java(实现)
@Service
public class UserServiceImpl implements IUserService {@Autowiredprivate UserMapper userMapper;private final BCryptPasswordEncoder passwordEncoder = new BCryptPasswordEncoder();@Overridepublic User findByUsername(String username) {return userMapper.selectOne(new QueryWrapper<User>().eq("username", username));}@Overridepublic void register(User user) {// 加密密码user.setPassword(passwordEncoder.encode(user.getPassword()));user.setEnabled(true);user.setMfaEnabled(false);user.setMfaSecret(null);userMapper.insert(user);}@Overridepublic void enableMfa(Long userId) {// 为用户生成 TOTP Secret 并更新User u = userMapper.selectById(userId);String secret = TotpUtils.generateSecretKey();u.setMfaSecret(secret);u.setMfaEnabled(true);userMapper.updateById(u);}@Overridepublic boolean verifyTotp(Long userId, int code) {User u = userMapper.selectById(userId);if (u == null || !u.getMfaEnabled() || u.getMfaSecret() == null) {return false;}return TotpUtils.verifyTotp(u.getMfaSecret(), code);}
}
说明:
register(User)
:用户注册时将密码加密存库,初始不启用 MFA。enableMfa(Long)
:为指定用户生成 TOTP Secret,更新到数据库,并将mfaEnabled
标记为true
。verifyTotp(Long, int)
:验证用户提交的 TOTP 码是否正确。
5.6 安全配置(SecurityConfig.java)
Spring Security 6
中,我们需要覆盖默认的认证流程,实现分为两步的 MFA 登录。思路如下:
- 自定义
AuthenticationProvider
:首先校验用户名+密码,如果用户启用了 MFA,就抛出一个自定义异常(MfaRequiredException
),在AuthenticationFailureHandler
中捕获并重定向到 MFA 验证页。 - 在 MFA 验证页中,用户提交 TOTP 码后,我们自定义一个
MfaAuthenticationFilter
,从 session 中读取“待 MFA”状态的用户信息,再调用 Service 校验 TOTP。如果通过,则直接构建最终的UsernamePasswordAuthenticationToken
并置入 SecurityContext。
5.6 .1 自定义异常 MfaRequiredException.java
public class MfaRequiredException extends AuthenticationException {private final String username;public MfaRequiredException(String msg, String username) {super(msg);this.username = username;}public String getUsername() {return username;}
}
6.5.2 自定义 AuthenticationProvider
/*** 第一步:校验用户名 + 密码* 如果用户启用 MFA,则抛出 MfaRequiredException,后续由 MfaAuthenticationFilter 处理*/
@Component
public class CustomAuthenticationProvider implements AuthenticationProvider {@Autowiredprivate IUserService userService;private final BCryptPasswordEncoder passwordEncoder = new BCryptPasswordEncoder();@Overridepublic Authentication authenticate(Authentication authentication) throws AuthenticationException {String username = authentication.getName();String password = (String) authentication.getCredentials();User user = userService.findByUsername(username);if (user == null || !user.getEnabled()) {throw new BadCredentialsException("用户名或密码错误");}if (!passwordEncoder.matches(password, user.getPassword())) {throw new BadCredentialsException("用户名或密码错误");}// 如果用户启用了 MFA,则抛出自定义异常,提示进行第二步验证if (Boolean.TRUE.equals(user.getMfaEnabled())) {throw new MfaRequiredException("MFA 验证必需", username);}// 未启用 MFA 或继承走这里,直接构建 Authenticationreturn new UsernamePasswordAuthenticationToken(username, null,Collections.singletonList(new SimpleGrantedAuthority("ROLE_USER")));}@Overridepublic boolean supports(Class<?> authentication) {return UsernamePasswordAuthenticationToken.class.isAssignableFrom(authentication);}
}
说明:
- 如果用户开启
mfaEnabled
,校验密码后不直接登录,而是通过抛出异常告知后续过滤器进行 MFA 验证。
5.6.3 自定义过滤器 MfaAuthenticationFilter.java
/*** 该过滤器负责处理 /mfa-verify POST 请求,* 从 session 中获取待验证用户名,校验用户提交的 TOTP 码。*/
@Component
public class MfaAuthenticationFilter extends AbstractAuthenticationProcessingFilter {private final IUserService userService;public MfaAuthenticationFilter(IUserService userService) {super(new AntPathRequestMatcher("/mfa-verify", "POST"));this.userService = userService;// 不让 Spring Security 为我们阻止 CSRF,示例中 CSRF 已关闭}@Overridepublic org.springframework.security.core.Authentication attemptAuthentication(HttpServletRequest request,HttpServletResponse response) throws IOException, ServletException {// 应用前端将用户名暂存到 sessionAttribute: "MFA_USER"String username = (String) request.getSession().getAttribute("MFA_USER");if (username == null) {throw new RuntimeException("会话中找不到待 MFA 用户");}// 获取用户提交的 TOTP 码String codeStr = request.getParameter("code");if (codeStr == null || codeStr.isEmpty()) {throw new RuntimeException("TOTP 码不能为空");}int code;try {code = Integer.parseInt(codeStr);} catch (NumberFormatException e) {throw new RuntimeException("TOTP 码格式不正确");}// 从数据库校验 TOTPUser user = userService.findByUsername(username);boolean valid = userService.verifyTotp(user.getId(), code);if (!valid) {throw new RuntimeException("TOTP 验证失败");}// 验证成功,构建真正的 Authentication 对象UsernamePasswordAuthenticationToken auth =new UsernamePasswordAuthenticationToken(username, null, Collections.singletonList(() -> "ROLE_USER"));return auth;}@Overrideprotected void successfulAuthentication(HttpServletRequest request,HttpServletResponse response,FilterChain chain,org.springframework.security.core.Authentication authResult) throws IOException, ServletException {// 将最终的 Authentication 填入 SecurityContextSecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authResult);// 登录成功后清除 session 中的 MFA 用户标志request.getSession().removeAttribute("MFA_USER");// 跳转到首页response.sendRedirect("/");}@Overrideprotected void unsuccessfulAuthentication(HttpServletRequest request,HttpServletResponse response,org.springframework.security.core.AuthenticationException failed) throws IOException, ServletException {// 验证失败,跳回 MFA 验证页面response.setContentType(MediaType.TEXT_PLAIN_VALUE);response.getWriter().write("MFA 验证失败:" + failed.getMessage());response.setStatus(HttpServletResponse.SC_UNAUTHORIZED);}
}
说明:
- 该过滤器拦截
POST /mfa-verify
请求,读取 session 中预先放置的 “MFA_USER” 用户名,以及前端提交的code
。- 调用
userService.verifyTotp(...)
校验动态验证码,若通过则构建最终的Authentication
。
5.6.4 自定义失败处理器 CustomAuthenticationFailureHandler.java
/*** 处理第一步用户名/密码登录失败或触发 MFA 的情况*/
@Component
public class CustomAuthenticationFailureHandler implements AuthenticationFailureHandler {@Overridepublic void onAuthenticationFailure(HttpServletRequest request,HttpServletResponse response,AuthenticationException exception) throws IOException, ServletException {// 如果是 MfaRequiredException,重定向到 /mfa 页面,并将用户名存入 sessionif (exception instanceof MfaRequiredException) {String username = ((MfaRequiredException) exception).getUsername();request.getSession().setAttribute("MFA_USER", username);// 重定向到 MFA 验证页面response.sendRedirect("/mfa");} else {// 普通登录失败,重定向回 /login?errorresponse.sendRedirect("/login?error=true");}}
}
说明:
- 当
CustomAuthenticationProvider
抛出MfaRequiredException
时,说明用户通过密码校验但需要第二步 MFA,此时将“待 MFA”用户名写入 session,并重定向到 MFA 验证页面/mfa
。- 普通失败(如密码错误)则带上
?error=true
重定向回登录页。
5.6.5 安全配置 SecurityConfig.java
/*** 核心安全配置:* 1. 注入自定义 AuthenticationProvider* 2. 配置表单登录和 MfaAuthenticationFilter*/
@Configuration
public class SecurityConfig {@Autowiredprivate CustomAuthenticationProvider customAuthenticationProvider;@Autowiredprivate MfaAuthenticationFilter mfaAuthenticationFilter;@Autowiredprivate CustomAuthenticationFailureHandler customFailureHandler;@Beanpublic SecurityFilterChain filterChain(HttpSecurity http, AuthenticationConfiguration authConfig) throws Exception {// 禁用 CSRF 简化示例http.csrf(csrf -> csrf.disable());// 使用自定义 AuthenticationProvider 替换默认的 DaoAuthenticationProviderhttp.authenticationProvider(customAuthenticationProvider);// 1. 首先,配置表单登录http.authorizeHttpRequests(auth -> auth.requestMatchers("/login", "/register", "/css/**", "/js/**").permitAll().anyRequest().authenticated()).formLogin(form -> form.loginPage("/login").loginProcessingUrl("/login") // 与表单提交 action 保持一致.failureHandler(customFailureHandler).defaultSuccessUrl("/", true));// 2. 注册 MFA 过滤器,它要在 UsernamePasswordAuthenticationFilter 之后执行http.addFilterAfter(mfaAuthenticationFilter, org.springframework.security.web.authentication.UsernamePasswordAuthenticationFilter.class);// 3. Session 管理:MFA 过程中会话保持http.sessionManagement(session -> session.sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.IF_REQUIRED));// 4. 未授权时返回 401http.exceptionHandling(ex -> ex.authenticationEntryPoint((request, response, authException) ->response.sendError(HttpServletResponse.SC_UNAUTHORIZED, "Unauthorized")));return http.build();}// 若需手动获取 AuthenticationManager,可使用以下 Bean@Beanpublic AuthenticationManager authenticationManager(AuthenticationConfiguration authConfig) throws Exception {return authConfig.getAuthenticationManager();}
}
关键点:
- 将
CustomAuthenticationProvider
注册到 Spring Security,替代默认的用户名/密码校验逻辑。- 配置表单登录,登录失败由
CustomAuthenticationFailureHandler
处理。- 注册
MfaAuthenticationFilter
,拦截/mfa-verify
提交。- SessionPersist 保持“待 MFA”状态直到第二步完成。
5.7 控制器:登录、MFA 验证、注册与秘钥初始化
我们需要提供几个页面和对应的 Controller:
/login
:自定义登录页面(用户名+密码)/register
:用户注册页面/mfa
:MFA 验证页面,用户输入 6 位 TOTP 码/mfa-verify
:MFA 验证提交接口,由MfaAuthenticationFilter
处理/enable-mfa
:在用户登录后打开此接口可为用户生成 TOTP Secret,并展示二维码
@Controller
public class AuthController {@Autowiredprivate IUserService userService;/*** 登录页(第一步:用户名 + 密码)*/@GetMapping("/login")public String loginPage(@RequestParam(required = false) String error, Model model) {model.addAttribute("error", error != null);return "login";}/*** 注册页(仅示例)*/@GetMapping("/register")public String registerPage() {return "register";}@PostMapping("/register")public String doRegister(@RequestParam String username, @RequestParam String password) {User u = new User();u.setUsername(username);u.setPassword(password);userService.register(u);return "redirect:/login";}/*** MFA 验证页:用户输入动态验证码*/@GetMapping("/mfa")public String mfaPage(HttpSession session, Model model) {String username = (String) session.getAttribute("MFA_USER");if (username == null) {// 无待验证用户,跳到登录页return "redirect:/login";}model.addAttribute("username", username);return "mfa";}/*** 启用 MFA:登录后用户请求此接口可获取 TOTP Secret 与二维码 URL*/@GetMapping("/enable-mfa")public String enableMfa(Authentication authentication, Model model) {if (authentication == null || !authentication.isAuthenticated()) {return "redirect:/login";}String username = authentication.getName();User u = userService.findByUsername(username);if (u.getMfaEnabled()) {model.addAttribute("message", "MFA 已启用");return "home";}// 为用户生成秘钥并开启 MFAuserService.enableMfa(u.getId());u = userService.findByUsername(username); // 刷新String secret = u.getMfaSecret();String otpAuthURL = TotpUtils.getOtpAuthURL(username, secret, "MyCompany");model.addAttribute("otpAuthURL", otpAuthURL);model.addAttribute("secret", secret);return "enable-mfa";}@GetMapping("/")public String homePage() {return "home";}
}
说明:
GET /enable-mfa
用于用户主动绑定 MFA(生成 Secret 并呈现给用户)。若业务要求后台自动开通,可在注册后直接调用userService.enableMfa(...)
。
5.8 前端页面示例(Thymeleaf)
为简化,以下示例仅为最基本表单。生产环境可加入更丰富的样式与 JS 验证。
login.html
<!DOCTYPE html>
<html xmlns:th="http://www.thymeleaf.org">
<head><title>登录</title>
</head>
<body>
<h2>登录</h2>
<form th:action="@{/login}" method="post"><div><label>用户名:</label><input type="text" name="username" required/></div><div><label>密码:</label><input type="password" name="password" required/></div><div th:if="${error}"><p style="color:red;">用户名或密码错误</p></div><div><button type="submit">登录</button></div>
</form>
<p>没有账号?<a th:href="@{/register}">注册</a></p>
</body>
</html>
register.html
<!DOCTYPE html>
<html xmlns:th="http://www.thymeleaf.org">
<head><title>注册</title>
</head>
<body>
<h2>注册</h2>
<form th:action="@{/register}" method="post"><div><label>用户名:</label><input type="text" name="username" required/></div><div><label>密码:</label><input type="password" name="password" required/></div><div><button type="submit">注册</button></div>
</form>
<p>已有账号?<a th:href="@{/login}">登录</a></p>
</body>
</html>
mfa.html
<!DOCTYPE html>
<html xmlns:th="http://www.thymeleaf.org">
<head><title>MFA 验证</title>
</head>
<body>
<h2>多因素认证</h2>
<p>用户 <span th:text="${username}"></span>,请输入手机应用上的 6 位动态验证码:</p>
<form th:action="@{/mfa-verify}" method="post"><div><label>动态验证码:</label><input type="text" name="code" pattern="\\d{6}" maxlength="6" required/></div><div><button type="submit">验证</button></div>
</form>
</body>
</html>
enable-mfa.html
<!DOCTYPE html>
<html xmlns:th="http://www.thymeleaf.org">
<head><title>启用 MFA</title>
</head>
<body>
<h2>启用多因素认证 (MFA)</h2>
<p>请使用 Google Authenticator 或其他兼容 TOTP 的应用扫描下方二维码,或使用秘钥手动添加:</p>
<div><!-- 可以使用前端库生成二维码,此处直接展示 URI,方便生成 QR --><p>OTPAuth URL: <span th:text="${otpAuthURL}"></span></p><p>Secret Key: <span th:text="${secret}"></span></p>
</div>
<p>设置完成后,请退出重新登录并输入动态验证码。</p>
</body>
</html>
home.html
<!DOCTYPE html>
<html xmlns:th="http://www.thymeleaf.org">
<head><title>首页</title>
</head>
<body>
<h2>欢迎来到系统</h2>
<p>您已成功登录(且通过 MFA 验证)。</p>
<p><a th:href="@{/enable-mfa}">启用 MFA(如果尚未启用)</a></p>
<form th:action="@{/logout}" method="post"><button type="submit">退出登录</button>
</form>
</body>
</html>
注意:
- 如果需要在页面中展示二维码,可以使用前端 QRCode.js 等库,将
otpAuthURL
渲染为二维码。
6. 总结与落地建议
本文从“为什么需要多因素认证”入手,讲解了基于 TOTP 的 MFA 核心原理,并详细演示了如何在 Spring Security 6 中分两步完成登录与 MFA 验证的流程。关键点回顾:
-
第一步:用户名+密码
- 自定义
AuthenticationProvider
,校验用户名与密码; - 若用户启用 MFA,则抛出
MfaRequiredException
,并将用户名暂存到 Session。
- 自定义
-
第二步:TOTP 验证
- 自定义
MfaAuthenticationFilter
,拦截/mfa-verify
请求; - 从 Session 中获取“待 MFA”用户名,调用服务端 TOTP 校验逻辑;
- 校验通过后,构建最终
Authentication
并置入SecurityContext
。
- 自定义
-
MySQL + MyBatis-Plus
- 在数据库
users
表中增加mfa_enabled
与mfa_secret
字段; - Service 层通过 Google Authenticator 兼容库生成并验证动态验证码;
- MyBatis-Plus 简化了实体与 Mapper 的开发。
- 在数据库
实际生产环境推荐:
- 二维码展示与绑定:在
/enable-mfa
页面使用前端二维码生成库(如qrcode.js
)将otpAuthURL
渲染为二维码图片,方便用户扫码。 - 密钥保护:
mfa_secret
为敏感数据,建议对其进行数据库加密存储或使用 KMS 等专用系统保护。 - 备份码与恢复:当用户手机丢失时,可预先生成一组一次性“恢复码”,用户在绑定 MFA 时妥善保存,避免无法登录。
- 登陆失败锁定:对于连续多次 TOTP 验证失败的账户,可暂时锁定或触发告警,防止暴力破解。
- SSL/TLS 强制:确保所有页面(尤其是登录与 MFA 页面)使用 HTTPS,防止中间人攻击截获验证码。
- 会话超时与防并发:可考虑对“待 MFA”状态的会话设置合理的超时时间(如 2 分钟),超时后必须重新进行第一步登录。
通过上面的设计与实现,企业级应用即可在原有用户名+密码的基础上,平滑地接入基于 TOTP 的多因素认证,大幅提升系统安全性,抵御常见的账户破解与钓鱼风险。
如果你在实践过程中有任何疑问或更好的扩展思路,欢迎在评论区留言,最后希望大家 一键三连 给博主一点点鼓励!