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访问控制

身份验证

身份验证:即在应用中谁能证明他就是他本人。一般提供如他们的身份 ID 一些标识信息来 表明他就是他本人,如提供身份证,用户名/密码来证明。

在Shiro中,用户需要提供principals(身份)和credentials(证明)给Shiro,从而应用能验证用户身份:

principals:身份,即主体的标识属性,可以是任何属性,如用户名、邮箱等,唯一即可。一个主体可以有多个principals,但只有一个Primary principals,一般是用户名/邮箱/手机号。

credentials:证明/凭证,即只有主体知道的安全值,如密码/数字证书等。

最常见的principals和credentials组合就是用户名/密码

认证流程

登陆认证流程:

  1. 收集用户身份/凭证,即如用户名/密码
  2. 调用 Subject.login 进行登录,如果失败将得到相应 的 AuthenticationException 异常,根据异常提示用户 错误信息;否则登录成功
  3. 创建自定义的 Realm 类,继承 org.apache.shiro.realm.AuthenticatingRealm类,实现 doGetAuthenticationInfo() 方法

代码示例:

java
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 从ini文件中加载用户信息(已弃用)
        IniSecurityManagerFactory factory = new IniSecurityManagerFactory("classpath:shiro.ini");
        // 初始化获取 SecurityManager
        SecurityManager securityManager = factory.getInstance();
        SecurityUtils.setSecurityManager(securityManager);
        // 获取Subject对象
        Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
        // 创建token对象, web应用中用户名和密码来自网页传入
        UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken("zhangsan", "123");
        // 用户登陆
        try {
            subject.login(token);
            System.out.println("登陆成功");
        } catch (UnknownAccountException e) {
            System.out.println("用户不存在");
        } catch (IncorrectCredentialsException e) {
            System.out.println("密码不正确");
        } catch (AuthenticationException e) {
            System.out.println("认证异常");
        }
    }
}

配置文件:

ini
[users]
zhangsan=123
lisi=321

如上测试的几个问题:

  1. 用户名/密码硬编码在 ini 配置文件,以后需要改成如数据库存储,且密码需要加密存储;
  2. 用户身份 Token 可能不仅仅是用户名/密码,也可能还有其他的,如登录时允许用户名/邮箱/手机号同时登录。

身份认证流程:

  1. 首先调用 Subject.login(token) 进行登录,其会自动委托给 SecurityManager
  2. SecurityManager 负责真正的身份验证逻辑;它会委托给 Authenticator 进行身份验证;
  3. Authenticator 才是真正的身份验证者,Shiro API 中核心的身份 认证入口点,此处可以自定义插入自己的实现;
  4. Authenticator 可能会委托给相应的 AuthenticationStrategy 进 行多 Realm 身份验证,默认 ModularRealmAuthenticator 会调用 AuthenticationStrategy 进行多 Realm 身份验证;
  5. Authenticator 会把相应的 token 传入 Realm,从 Realm 获取 身份验证信息,如果没有返回/抛出异常表示身份验证失败了。此处 可以配置多个Realm,将按照相应的顺序及策略进行访问

访问控制

  • 授权,也叫访问控制,即在应用中控制谁访问哪些资源(如访问页面/编辑数据/页面操作 等)。在授权中需了解的几个关键对象:主体(Subject)、资源(Resource)、权限 (Permission)、角色(Role)。
  • 主体(Subject):访问应用的用户,在 Shiro 中使用 Subject 代表该用户。用户只有授权 后才允许访问相应的资源。
  • 资源(Resource):在应用中用户可以访问的 URL,比如访问 JSP 页面、查看/编辑某些 数据、访问某个业务方法、打印文本等等都是资源。用户只要授权后才能访问。
  • 权限(Permission):安全策略中的原子授权单位,通过权限我们可以表示在应用中用户 有没有操作某个资源的权力。即权限表示在应中用户能不能访问某个资源,如:访问用 户列表页面查看/新增/修改/删除用户数据(即很多时候都是CRUD(增查改删)式权限控 制)等。权限代表了用户有没有操作某个资源的权利,即反映在某个资源上的操作允不允 许。
  • Shiro 支持粗粒度权限(如用户模块的所有权限)和细粒度权限(操作某个用户的权限, 即实例级别的)
  • 角色(Role):权限的集合,一般情况下会赋予用户角色而不是权限,即这样用户可以拥有 一组权限,赋予权限时比较方便。典型的如:项目经理、技术总监、CTO、开发工程师等 都是角色,不同的角色拥有一组不同的权限

授权方式

编程式:通过写if/else 授权代码块完成

java
if (subject.hasRole("admin")) {
    // 有权限
} else {
    // 无权限
}

注解式:通过在执行的Java方法上放置相应的注解完成,没有权限将抛出相应的异常

java
@RequiresRoles("admin")

标签式:在JSP/GSP 页面通过相应的标签完成

xml
<shiro:hasRole name="admin">
    // 有权限
</shiro:hasRole>

授权流程

  1. 首先调用Subject.isPermitted/hasRole接口,其会委托给SecurityManager,而SecurityManager接着会委托给 Authorizer;
  2. Authorizer是真正的授权者,如果调用如isPermitted(“user:view”),其首先会通过PermissionResolver把字符串转换成相应的Permission实例;
  3. 在进行授权之前,其会调用相应的Realm获取Subject相应的角色/权限用于匹配传入的角色/权限;
  4. Authorizer会判断Realm的角色/权限是否和传入的匹配,如果有多个Realm,会委托给ModularRealmAuthorizer进行循环判断,如果匹配如isPermitted/hasRole会返回true,否则返回false表示授权失败

代码示例:

java
subject.login(token);
System.out.println("登陆成功");
// 判断是否拥有指定角色
boolean flag = subject.hasRole("admin");
System.out.println("是否拥有admin权限: " + flag); //true
// 判断是否拥有指定权限
boolean[] flags = subject.isPermitted("user:insert", "user:delete");
System.out.println("是否拥有user:insert权限:" + flags[0]); //true
System.out.println("是否拥有user:delete权限:" + flags[1]); //true

配置文件:

ini
[users]
zhangsan=123,admin
lisi=321,user
[roles]
admin=user:insert,user:delete
user=user:query

Shiro 加密

实际系统开发中,一些敏感信息需要进行加密,比如说用户的密码。Shiro 内嵌很多常用的加密算法,比如 MD5 加密。Shiro 可以很简单的使用信息加密。

java
    public void encryption() {
        //密码明文
        String password = "123";
        //使用 md5 加密
        Md5Hash md5Hash = new Md5Hash(password);
        System.out.println("md5 加密:" + md5Hash.toHex());
        //带盐的 md5 加密,盐就是在密码明文后拼接新字符串,然后再进行加密
        Md5Hash md5Hash2 = new Md5Hash(password, "salt");
        System.out.println("md5 带盐加密:" + md5Hash2.toHex());
        //为了保证安全,避免被破解还可以多次迭代加密,保证数据安全
        Md5Hash md5Hash3 = new Md5Hash(password, "salt", 3);
        System.out.println("md5 带盐三次加密:" + md5Hash3.toHex());
        //使用父类实现加密
        SimpleHash simpleHash = new SimpleHash("MD5", password, "salt", 3);
        System.out.println("父类带盐三次加密:" + simpleHash.toHex());
    }
    
// md5 加密:202cb962ac59075b964b07152d234b70
// md5 带盐加密:8c4fb7bf681156b52fea93442c7dffc9
// md5 带盐三次加密:07ca00e10899418f0ea4ab92a9d69065
// 父类带盐三次加密:07ca00e10899418f0ea4ab92a9d69065

自定义登录认证

Shiro 默认的登录认证是不带加密的,如果想要实现加密认证需要自定义登录认证,自定义 Realm。

代码示例:

java
public class ShiroRealm extends AuthenticatingRealm {

    //自定义的登录认证方法,Shiro 的 login 方法底层会调用该类的认证方法完成登录认证
    //需要配置自定义的 realm 生效,在 ini 文件中配置,或 Springboot 中配置
    //该方法只是获取进行对比的信息,认证逻辑还是按照 Shiro 的底层认证逻辑完成认证
    @Override
    protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(AuthenticationToken authenticationToken) throws AuthenticationException {
        // 获取身份信息
        String principal = authenticationToken.getPrincipal().toString();
        // 获取凭证信息
        String password = new String((char[]) authenticationToken.getCredentials());
        System.out.println("认证用户信息:" + principal + "---" + password);
        // 获取数据库中存储的用户信息
        if (principal.equals("zhangsan")) {
            // 数据库存储的加盐迭代 3 次密码
            String pwdInfo = "07ca00e10899418f0ea4ab92a9d69065";
            // 创建封装了校验逻辑的对象,将要比较的数据给该对象
            AuthenticationInfo info = new SimpleAuthenticationInfo(
                    authenticationToken.getPrincipal(),
                    pwdInfo,
                    ByteSource.Util.bytes("salt"),
                    authenticationToken.getPrincipal().toString());
            return info;
        }
        return null;
    }
}

配置文件:

ini
[users]
zhangsan=123,admin
lisi=321,user
[roles]
admin=user:insert,user:delete
user=user:query
[main]
md5CredentialsMatcher=org.apache.shiro.authc.credential.Md5CredentialsMatcher
md5CredentialsMatcher.hashIterations=3
ShiroRealm=cc.taketo.config.ShiroRealm
ShiroRealm.credentialsMatcher=$md5CredentialsMatcher
securityManager.realms=$ShiroRealm