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  • Apache-Shiro

    1.1 shiro介绍

    Apache Shiro是一个强大且易用的Java安全框架,执行身份验证、授权、密码学和会话管理。使用Shiro的易于理解的API,您可以快速、轻松地获得任何应用程序,从最小的移动应用程序到最大的网络和企业应用程序。

    三个核心组件:Subject, SecurityManager Realms.

    • Subject

    “当前操作用户”。但是,在Shiro中,Subject这一概念并不仅仅指人,也可以是第三方进程、后台帐户(Daemon Account)或其他类似事物。它仅仅意味着“当前跟软件交互的东西”。但考虑到大多数目的和用途,你可以把它认为是Shiro的“用户”概念。Subject代表了当前用户的安全操作,SecurityManager则管理所有用户的安全操作。

    • SecurityManager

    它是Shiro框架的核心,典型的Facade模式,Shiro通过SecurityManager来管理内部组件实例,并通过它来提供安全管理的各种服务。

    • Realm

    Realm充当了Shiro与应用安全数据间的“桥梁”或者“连接器”。也就是说,当对用户执行认证(登录)和授权(访问控制)验证时,Shiro会从应用配置的Realm中查找用户及其权限信息。

    1.2 Shiro 体系结构

     

    Authentication:身份认证/登录,验证用户是不是拥有相应的身份;

    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;

    Session Manager: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;

    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;

    Web SupportWeb 支持,可以非常容易的集成到 Web 环境;

    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;

    Concurrencyshiro 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;

    Testing:提供测试支持;

    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;

    Remember Me: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。

    记住一点,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。

    1.3 Shiro运行原理

     

    Application Code:应用程序代码,就是我们自己的编码,如果在程序中需要进行权限控制,需要调用SubjectAPI.

    Subject:主体,代表的了当前用户。所有的Subject都绑定到SecurityManager,与Subject的所有交互都会委托给SecurityManager,可以将Subject当成一个门面,而真正执行者是SecurityManager.

    SecurityManage:安全管理器,所有与安全有关的操作都会与SecurityManager交互,并且它管理所有的Subject.

    Realm: shiro是从Realm来获取安全数据(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

    Shiro 运行原理图2(Shiro 内部架构角度)如下:

    1) Subject:主体,可以看到主体可以是任何与应用交互的“用户”。

    2) SecurityManager:相当于 SpringMVC 中的 DispatcherServlet 或者 Struts2 中的 FilterDispatcher。它是 Shiro 的核心,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。

    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,我们可以自定义实现。其需要认证策略(Authentication Strategy),即什么情况下算用户认证通过了。

    4) Authrizer:授权器,或者访问控制器。它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。

    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。它可以是 JDBC 实现,也可以是 LDAP 实现,或者内存实现等。

    6) SessionManager:如果写过 Servlet 就应该知道 Session 的概念,Session 需要有人去管理它的生命周期,这个组件就是 SessionManager。而 Shiro 并不仅仅可以用在 Web 环境,也可以用在如普通的 JavaSE 环境。

    7) SessionDAO:DAO 大家都用过,数据访问对象,用于会话的 CRUD。我们可以自定义 SessionDAO 的实现,控制 session 存储的位置。如通过 JDBC 写到数据库或通过 jedis 写入 redis 中。另外 SessionDAO 中可以使用 Cache 进行缓存,以提高性能。

    8) CacheManager:缓存管理器。它来管理如用户、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。

    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。

    2.3 过滤器

    当 Shiro 被运用到 web 项目时,Shiro 会自动创建一些默认的过滤器对客户端请求进行过滤。以下是 Shiro 提供的过滤器:

    过滤器简称对应的 Java 类
    anon org.apache.shiro.web.filter.authc.AnonymousFilter
    authc org.apache.shiro.web.filter.authc.FormAuthenticationFilter
    authcBasic org.apache.shiro.web.filter.authc.BasicHttpAuthenticationFilter
    perms org.apache.shiro.web.filter.authz.PermissionsAuthorizationFilter
    port org.apache.shiro.web.filter.authz.PortFilter
    rest org.apache.shiro.web.filter.authz.HttpMethodPermissionFilter
    roles org.apache.shiro.web.filter.authz.RolesAuthorizationFilter
    ssl org.apache.shiro.web.filter.authz.SslFilter
    user org.apache.shiro.web.filter.authc.UserFilter
    logout org.apache.shiro.web.filter.authc.LogoutFilter
    noSessionCreation org.apache.shiro.web.filter.session.NoSessionCreationFilter

    解释:

    
    
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    /admins/**=anon # 表示该 uri 可以匿名访问
    /admins/**=auth # 表示该 uri 需要认证才能访问
    /admins/**=authcBasic # 表示该 uri 需要 httpBasic 认证
    /admins/**=perms[user:add:*] # 表示该 uri 需要认证用户拥有 user:add:* 权限才能访问
    /admins/**=port[8081] # 表示该 uri 需要使用 8081 端口
    /admins/**=rest[user] # 相当于 /admins/**=perms[user:method],其中,method 表示 get、post、delete 等
    /admins/**=roles[admin] # 表示该 uri 需要认证用户拥有 admin 角色才能访问
    /admins/**=ssl # 表示该 uri 需要使用 https 协议
    /admins/**=user # 表示该 uri 需要认证或通过记住我认证才能访问
    /logout=logout # 表示注销,可以当作固定配置

    注意:

    anon,authcBasic,auchc,user 是认证过滤器。

    perms,roles,ssl,rest,port 是授权过滤器。

    1.4 Shiro快速入门

    1.4.1 案例1

    添加依赖

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

    配置文件 shiro.ini

    [users]
    zhang=123
    tom=456

    代码

    // 创建一个SecurityManager工厂,此处使用的是ini配置文件初始化SecurityManager
    Factory<SecurityManager> factory = new IniSecurityManagerFactory("classpath:shiro.ini");
    // 通过工厂获取一个SecurityManager
    SecurityManager instance = factory.getInstance();
    // 绑定给SecurityUtils
    SecurityUtils.setSecurityManager(instance);
    // 获取一个Subject
    Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
    // 创建用户名密码验证的token
    UsernamePasswordToken upt = new UsernamePasswordToken("tom", "456");
    try {
        // 登录
        subject.login(upt);
        System.out.println("身份验证成功");
    } catch (AuthenticationException e) {
        System.out.println(e);
        System.out.println("身份验证失败");
    }
    // 退出
    subject.logout();

    1.4.2 案例2

    配置文件 shiro-realm.ini

    myrealm1=cn.itcast.demo2.MyRealm
    securityManager.realms=$myrealm1

    代码

    Realm代码

    public class MyRealm implements Realm {
    
        // 根据token获取认证信息
        public AuthenticationInfo getAuthenticationInfo(AuthenticationToken token) throws AuthenticationException {
            // 获取用户名
            String username = (String) token.getPrincipal();        
    
            //获取密码
            char[] ch = (char[]) token.getCredentials();
            String password=new String(ch);
            
            if(!"tom".equals(username)){
                throw new UnknownAccountException();
            }
            if(!"123".equals(password)){
                throw new IncorrectCredentialsException();
            }
            
            return new SimpleAuthenticationInfo(username,password,getName());
        }
    
        // 返回一个唯一的realm名称
        public String getName() {
            return "myrealm1";
        }
    
        // 判断realm是否支持token
        public boolean supports(AuthenticationToken arg0) {
            return arg0 instanceof UsernamePasswordToken;
        }
    }

    测试代码

     

    1.4.3 案例3

    配置文件shiro-jdbc-realm.ini

    [main]
    jdbcRealm=org.apache.shiro.realm.jdbc.JdbcRealm
    dataSource=com.mchange.v2.c3p0.ComboPooledDataSource
    dataSource.driverClass=com.mysql.jdbc.Driver
    dataSource.jdbcUrl=jdbc:mysql://localhost:3306/shirodemo
    dataSource.user=root
    dataSource.password=abc
    jdbcRealm.dataSource=$dataSource
    securityManager.realms=$jdbcRealm

    代码

     

    1.4.4 案例4

    配置文件 shiro-roles.ini

    [users]
    tom=123,role1
    [roles]
    role1=admin:add,admin:update,admin:delete,admin:select
    roles=user:select

    代码

     

    1.5 Shiroweb集成

    Shiro 提供了与 Web 集成的支持,其通过一个 ShiroFilter 入口来拦截需要安全控制的 URL,然后进行相应的控制, ShiroFilter 类似于如 Strut2/SpringMVC 这种 web 框架的前端控制器,其是安全控制的入口点,其负责读取配置(如 ini 配置文件),然后判断 URL 是否需要登录/权限等工作。

    1.5.1 maven依赖

     

    1.5.2 web.xml文件中配置

    <listener>
        <listener-class>org.apache.shiro.web.env.EnvironmentLoaderListener</listener-class>
    </listener>
    <filter>
        <filter-name>shiroFilter</filter-name>
        <filter-class>org.apache.shiro.web.servlet.ShiroFilter</filter-class>
    </filter>
    <filter-mapping>
        <filter-name>shiroFilter</filter-name>
        <url-pattern>/*</url-pattern>
    </filter-mapping>

    Shiro 1.2 开始引入了 Environment/WebEnvironment 的概念,即由它们的实现提供相应的SecurityManager及其相应的依赖。 ShiroFilter 会自动找到 Environment 然后获取相应的依赖


    EnvironmentLoaderListener 来 创 建 相 应 的 WebEnvironment , 并 自 动 绑 定 到ServletContext,默认使用 IniWebEnvironment 实现。

    可以通过如下配置修改默认实现及其加载的配置文件位置:

     

    shiroConfigLocations 默 认是 “ /WEB-INF/shiro.ini ”IniWebEnvironment 默认 是先从
    /WEB-INF/shiro.ini 加载,如果没有就默认加载 classpath:shiro.ini

    1.5.3 shiro.ini

    [users]
    zhang=123
    tom=456

    1.5.4 jsp代码

    login.jsp

     

    success.jsp

     

    1.5.5 servlet代码

    LoginServlet

     

    1.6 Shirospring集成

    在企业开发中,使用spring集成shiro方案是常见的做法。

    1.6.1 web.xml文件中配置

     

    DelegatingFilterProxy 作用是自动到 spring 容器查找名字为 shiroFilterfilter-name)的 bean

    并把所有 Filter 的操作委托给它

    1.6.2 applicationContext.xml文件中配置

     

    1.6.3 url级别权限控制

     

    ShiroFilter具有上面10Filter校验功能!!!!

    •  anon 不需要认证和登陆 可以访问
    •  authc 必须认证后才能访问
    •  perms 必须具有某个权限才能访问
    •  roles  必须具有某个角色才能访问
    •  port 请求必须符合端口才能访问
    •  rest 限制HTTP请求方式 postget
    •  ssl 必须用https才能访问
    •  user 必须存在用户才能访问

    存在用户(cookie)和认证(session)不一样

    logout 必须session里面没有这个用户才能访问

    1.6.4 自定义realm实现授权与认证

    创建自定义realm实现类

     

    自定义realm一般是继承AuthorizingRealm,因为它提供了认证与授权功能

     

    认证操作

     

    授权操作

     

    Spring的配置文件中修改

     

    Action中调用

     

    Dao中操作

     

    1.6.5 注解方式实现权限控制

    Shiro为我们提供了学用注解

     

    spring配置文件中配置

    <bean id="lifecycle" class="org.apache.shiro.spring.LifecycleBeanPostProcessor">
    </bean>
    <bean
        class="org.springframework.aop.framework.autoproxy.DefaultAdvisorAutoProxyCreator"
        depends-on="lifecycle" >
        <property name="proxyTargetClass" value="true"></property>
        </bean>
    <bean
        class="org.apache.shiro.spring.security.interceptor.AuthorizationAttributeSourceAdvisor">
        <property name="securityManager" ref="securityManager" />
    </bean>

    a) 业务层注解权限控制

    注意事项1

    因为我们是在实现类上去使用的注解,需要我们指定代码方式

     

    注意事项2

    service层因为权限出现问题,那么会产生异常,我们需要在表现层进行处理,类似如下代码

     

    b) 表现层注解权限控制

    注意事项

     

    1.7 Shiro整合ehcache

    1. 导入ehcachemaven依赖

     

       2.src/main/resource下提供ehcache的配置文件

     

       3.ehcache缓存管理交给spring管理

     

      4.Shiro整合ehcache缓存管理器

     

      5.将缓存管理器注入给安全管理器

     

      6.realm中引入缓存管理

     

    1.8 Shiro总结

    Shiro为程序共提供了四种权限控制方式

    1.8.1 第一种

    url级别权限控制

     

    1.8.2 第二种

    方法注解权限控制

     

    1.8.3 第三种

    代码级别权限控制

     

    1.8.4 第四种

    页面标签权限控制

     

    例如:

     

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