Shiro01 功能点框图架构图身份认证逻辑身份认证代码实现

Posted 2021-02-04 neverctrl-c

基本功能点

功能点框图

功能点说明

1、Authentication：身份认证/登录，验证用户是不是拥有相应的身份；
2、Authorization：授权，即权限验证，验证某个已认证的用户是否拥有某个权限；即判断用户是否能做事情，常见的如：验证某个用户是否拥有某个角色。或者细粒度的验证某个用 户对某个资源是否具有某个权限；
3、SessionManager：会话管理，即用户登录后就是一次会话，在没有退出之前，它的所有信 息都在会话中；会话可以是普通 JavaSE 环境的，也可以是如 Web 环境的；
4、Cryptography：加密，保护数据的安全性，如密码加密存储到数据库，而不是明文存储；
5、Web Support：Web 支持，可以非常容易的集成到 Web 环境；
6、Caching：缓存，比如用户登录后，其用户信息、拥有的角色/权限不必每次去查，这样可以提高效率；
7、Concurrency：shiro支持多线程应用的并发验证，即如在一个线程中开启另一个线程，能 把权限自动传播过去；
8、Testing：提供测试支持；
9、Run As：允许一个用户假装为另一个用户（如果他们允许）的身份进行访问；
10、RememberMe：记住我，这个是非常常见的功能，即一次登录后，下次再来的话不用登录了。
11、注意：Shiro 不会去维护用户、维护权限；这些需要我们自己去设计/提供；然后通过 相应的接口注入给 Shiro 即可。

外部架构图

1、架构图

2、架构说明
2.1、应用代码直接交互的对象是Subject， 也就是说Shiro的对外API核心就是Subject；
2.2、应用代码通过 Subject 来进行认证和授权，而 Subject 又委托给 SecurityManager；
2.3、我们需要给 Shiro 的 SecurityManager 注入 Realm，从而让 SecurityManager 能得到合法 的用户及其权限进行判断。
3、API说明
3.1、Subject：主体，代表了当前“用户”，这个用户不一定是一个具体的人，与当前应用交互 的任何东西都是 Subject，如网络爬虫，机器人等；即一个抽象概念；所有 Subject 都绑定 到 SecurityManager，与 Subject 的所有交互都会委托给 SecurityManager；可以把 Subject 认 为是一个门面；SecurityManager 才是实际的执行者；
3.2、SecurityManager：安全管理器；即所有与安全有关的操作都会与 SecurityManager 交互； 且它管理着所有 Subject；可以看出它是 Shiro 的核心，它负责与后边介绍的其他组件进行 交互，如果学习过 SpringMVC，你可以把它看成 DispatcherServlet 前端控制器；
3.3、Realm：域，Shiro 从从 Realm 获取安全数据（如用户、角色、权限），就是说 SecurityManager 要验证用户身份，那么它需要从 Realm 获取相应的用户进行比较以确定用户身份是否合法；也需要从 Realm 得到用户相应的角色/权限进行验证用户是否能进行操作；可以把 Realm 看 成 DataSource，即安全数据源。
4 注意：Shiro 不提供维护用户/权限，而是通过 Realm 让开发人员自己注入。

内部架构图

1、架构图

2、模块说明
2.1、Subject：主体，可以看到主体可以是任何可以与应用交互的“用户”；
2.2、SecurityManager ： 相当于 SpringMVC 中 的 DispatcherServlet 或者 Struts2 中 的 FilterDispatcher；是 Shiro 的心脏；所有具体的交互都通过 SecurityManager 进行控制；它管 理着所有 Subject、且负责进行认证和授权、及会话、缓存的管理。
2.3、Authenticator：认证器，负责主体认证的，这是一个扩展点，如果用户觉得 Shiro 默认的 不好，可以自定义实现；其需要认证策略（Authentication Strategy），即什么情况下算用户 认证通过了；
2.4、Authrizer：授权器，或者访问控制器，用来决定主体是否有权限进行相应的操作；即控制 着用户能访问应用中的哪些功能；
2.5、Realm：可以有1个或多个Realm，可以认为是安全实体数据源，即用于获取安全实体的；可以是JDBC实现，也可以是LDAP实现，或者内存实现等等；由用户提供；注意：Shiro不知道你的用户权限存储在哪及以何种格式存储；所以我们一般在应用中都需要实现自己的Realm；
2.6、SessionManager：如果写过 Servlet 就应该知道 Session 的概念，Session 呢需要有人去管理 它的生命周期，这个组件就是 SessionManager；而ShiroWeb环境，也 可以用在如普通的 JavaSE环境、EJB等环境；所有呢Shiro就抽象了一个自己的Session来管理主体与应用之间交互的数据；这样的话，比如我们在 Web 环境用，刚开始是一台 Web 服务器；接着又上了台EJB服务器；这时想把两台服务器的会话数据放到一个地方， 这个时候就可以实现自己的分布式会话（如把数据放到 Memcached 服务器）；
2.7、SessionDAO：DAO 大家都用过，数据访问对象，用 于 会话的 CRUD，比如我们想把 Session保存到数据库，那么可以实现自己的SessionDAO，通过如JDBC写到数据库；比如想把 Session 放到 Memcached中，可以实现自己的MemcachedSessionDAO；另外SessionDAO 中可以使用 Cache 进行缓存，以提高性能；
2.8、CacheManager：缓存控制器，来管理如用户、角色、权限等的缓存的；因为这些数据基本 上很少去改变，放到缓存中后可以提高访问的性能；
2.9、Cryptography：密码模块，Shiro 提高了一些常见的加密组件用于如密码加密/解密的。

身份认证

特殊名词

1、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：
2、principals：身份，即主体的标识属性，可以是任何东西，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/密码/手机号。
3、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/密码了。接下来先进行一个基本的身份认 证。
4、另外两个相关的概念是之前提到的Subject及Realm，分别是主体及验证主体的数据源。

认证逻辑（使用IniRealm）

1、通过一个ini文件来创建Realm
2、接着获取 SecurityManager 并将Realm绑定到SecurityManager；
3、将SecurityManager绑定到 SecurityUtils，这是一个全局设置，设置一次即可；
4、通过 SecurityUtils 得到 Subject，其会自动绑定到当前线程；如果在 web 环境在请求结 束时需要解除绑定；然后获取身份验证的 Token，如用户名/密码；
5、调用 subject.login 方法进行登录，其会自动委托给 SecurityManager.login 方法进行登录；
6、如果身份验证失败请捕获 AuthenticationException 或 其 子类，常见的如： DisabledAccountException（禁用的帐号）、LockedAccountException（锁定的帐号）、 UnknownAccountException（错误的帐号）、ExcessiveAttemptsException（登录失败次数过 多）、IncorrectCredentialsException（错误的凭证）、ExpiredCredentialsException（过期的凭证）等，具体请查看其继承关系；对于页面的错误消息展示，最好使用如“用户名/密码 错误”而不是“用户名错误”/“密码错误”，防止一些恶意用户非法扫描帐号库；
7、最后可以调用 subject.logout 退出，其会自动委托给 SecurityManager.logout 方法退出。

代码实现

1、创建一个Maven工程，不同的maven工程即可，不需要时web工程
2、引入junit、shiro依赖

        <dependency>
            <groupId>org.apache.shiro</groupId>
            <artifactId>shiro-core</artifactId>
            <version>1.4.0</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>junit</groupId>
            <artifactId>junit</artifactId>
            <version>4.12</version>
        </dependency>

3、在resources目录下创建一个shiro.ini文件
3.1、项目目录结构

3.2、shiro.ini内容

[users]
fury=111111
zeus=222222

4 测试类

package com.xunyji.shirotest.kaitao;

import jdk.nashorn.internal.parser.Token;
import org.apache.shiro.SecurityUtils;
import org.apache.shiro.authc.UsernamePasswordToken;
import org.apache.shiro.mgt.DefaultSecurityManager;
import org.apache.shiro.realm.text.IniRealm;
import org.apache.shiro.subject.Subject;
import org.junit.Test;

/**
 * @author AltEnter
 * @create 2019-01-17 14:58
 * @desc 认证
 **/
public class TestDemo01 {

    @Test
    public void testDemo01() {
//        01 创建Realm
        IniRealm iniRealm = new IniRealm("classpath:shiro.ini");
//        02 创建SecurityManager并将Realm设置到SecurityManager中
        DefaultSecurityManager defaultSecurityManager = new DefaultSecurityManager();
        defaultSecurityManager.setRealm(iniRealm);

//        03 将SecurityManager设置到SecurityUtils中
        SecurityUtils.setSecurityManager(defaultSecurityManager);
//        04 从SecurityUtils中获取Subject
        Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
//        05 将用户名和用户密码封装成一个Token
        UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken("fury", "111111");
//        06 通过Subject进行登录认证
        subject.login(token);
//        07 通过Subject判断登录认证结果
        System.out.println(String.format("用户名fury和密码111111的用户的认证结果为：%s", subject.isAuthenticated()));
    } 

}

认证总结

1、认证步骤
1.1、收集用户身份/凭证，即如用户名/密码；
1.2、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；
1.3、最后调用 Subject.logout 进行退出操作。
2、改进方案
2.1、用户名和密码硬编码在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；
2.2、用户身份Token可能不仅仅是用户名和密码，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。
3、认证流程
3.1、流程图
认证外部流程图：

认证内部流程图：

3.2、首先调用 Subject.login(token)进行登录，其会自动委托给 Security Manager，调用之前必 须通过 SecurityUtils. setSecurityManager()设置； 还需要为SecurityManager设置Realm；
3.3、SecurityManager 负责真正的身份验证逻辑；它会委托给 Authenticator 进行身份验证；
3.4、Authenticator才是真正的身份验证者，ShiroAPI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；
3.5、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；
3.6、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 回和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。
4、技巧：从subject.login(token)往下查看源码就可以清楚地知道整个登录认证流程