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  • 用户认证管理设计方案(转)

    1 设计思路

    为了设计一套具有较强可扩展性的用户认证管理,需要建立用户、角色和权限等数据库表,并且建立之间的关系,具体实现如下。

    1.1 用户

    用户仅仅是纯粹的用户,用来记录用户相关信息,如用户名、密码等,权限是被分离出去了的。用户(User)要拥有对某种资源的权限,必须通过角色(Role)去关联。

    用户通常具有以下属性:

    ü         编号,在系统中唯一。

    ü         名称,在系统中唯一。

    ü         用户口令。

    ü         注释,描述用户或角色的信息。

    1.2 角色

    角色是使用权限的基本单位,拥有一定数量的权限,通过角色赋予用户权限,通常具有以下属性:

    ü         编号,在系统中唯一。

    ü         名称,在系统中唯一。

    ü         注释,描述角色信息

    1.3 权限

           权限指用户根据角色获得对程序某些功能的操作,例如对文件的读、写、修改和删除功能,通常具有以下属性:

    ü         编号,在系统中唯一。

    ü         名称,在系统中唯一。

    ü         注释,描述权限信息

    1.4 用户与角色的关系

    一个用户(User)可以隶属于多个角色(Role),一个角色组也可拥有多个用户,用户角色就是用来描述他们之间隶属关系的对象。用户(User)通过角色(Role)关联所拥有对某种资源的权限,例如

    l         用户(User):

    UserID      UserName      UserPwd

    1                   张三                 xxxxxx

    2                   李四                 xxxxxx    

    ……

    l         角色(Role):

    RoleID           RoleName          RoleNote

           01                  系统管理员       监控系统维护管理员

           02                  监控人员          在线监控人员

           03                  调度人员          调度工作人员

           04                  一般工作人员   工作人员

           ……

    l         用户角色(User_Role):

    UserRoleID           UserID           RoleID           UserRoleNote

    1                       1                   01                  用户“张三”被分配到角色“系统管理员”

    2                        2                   02                  用户“李四”被分配到角色“监控人员”

    3                        2                   03                  用户“李四”被分配到角色“调度人员”

    ……

           从该关系表可以看出,用户所拥有的特定资源可以通过用户角色来关联。

    1.5 权限与角色的关系

    一个角色(Role)可以拥有多个权限(Permission),同样一个权限可分配给多个角色。例如:

    l         角色(Role):

    RoleID           RoleName          RoleNote

           01                  系统管理员       监控系统维护管理员

           02                  监控人员          在线监控人员

           03                  调度人员          调度工作人员

           04                  一般工作人员   工作人员

           ……

    l         权限(Permission):

    PermissionID      PermissionName       PermissionNote

    0001                        增加监控                 允许增加监控对象

    0002                        修改监控                 允许修改监控对象

    0003                        删除监控                 允许删除监控对象

    0004                        察看监控信息       允许察看监控对象

    ……

    l         角色权限(Role_Permission):

    RolePermissionID   RoleID PermissionID RolePermissionNote

    1                             01            0001        角色“系统管理员”具有权限“增加监控”

    2                             01            0002        角色“系统管理员”具有权限“修改监控”

    3                             01            0003        角色“系统管理员”具有权限“删除监控”

    4                             01            0004        角色“系统管理员”具有权限“察看监控”

    5                             02            0001        角色“监控人员”具有权限“增加监控”

    6                             02            0004        角色“监控人员”具有权限“察看监控”

    ……

           由以上例子中的角色权限关系可以看出,角色权限可以建立角色和权限之间的对应关系。

    1.6 建立用户权限

    用户权限系统的核心由以下三部分构成:创造权限、分配权限和使用权限。

    第一步由Creator创造权限(Permission),Creator在设计和实现系统时会划分。利用存储过程CreatePermissionInfo@PermissionName,@PermissionNote)创建权限信息,指定系统模块具有哪些权限。

    第二步由系统管理员(Administrator)创建用户和角色,并且指定用户角色(UserRole)和角色权限(RolePermission)的关联关系。

    1)        Administrator具有创建用户、修改用户和删除用户的功能:

    l         存储过程CreateUserInfo@UserName,@UserPwd)创建用户信息;

    l         存储过程ModifyUserInfo@UserName,@UserPwd)修改用户信息;

    l         存储过程DeleteUserInfo@UserID)删除用户信息;

    2)        Administrator具有创建角色和删除角色的功能:

    l         存储过程CreateRoleInfo@RoleName,@RoleNote)创建角色信息;

    l         存储过程DeleteRoleInfo(@RoleID)删除角色信息;

    3Administrator具有建立用户和角色、角色和权限的关联关系功能:

    l         存储过程GrantUserRole@UserID,@RoleID,@UserRoleNote)建立用户和角色的关联关系;

    l         存储过程DeleteUserRole(@UserRoleID)删除用户和角色的关联关系;

    l         存储过程GrantRolePermission(@RoleID,@PermissionID,@RolePermissionNote)建立角色和权限的关联关系;

    l         存储过程DeleteRolePermission(@RolePermissionID)删除角色和权限的关联关系;

    第三步用户(User)使用Administrator分配给的权限去使用各个系统模块。利用存储过程GetUserRole@UserID, @UserRoleID output,GetRolePermission@RoleID,@Role-

    -PermissinID output)获得用户对模块的使用权限。

    1.7 用户认证实现

    当用户通过验证后,由系统自动生成一个128位的TicketID保存到用户数据库表中,建立存储过程Login@UserID,@UserPwd,@TicketID output)进行用户认证,认证通过得到一个TicketID,否则TicketIDnull。其流程图如下:

    1 Login流程图

    得到TicketID后,客户端在调用服务端方法时传递TicketID,通过存储过程JudgeTicketPermission@TicketID,@PermissionID)判断TicketID对应的用户所具有的权限,并根据其权限进行方法调用。

    当用户退出系统时,建立存储过程Logout@UserID)来退出系统。当用户异常退出系统时,根据最后的登陆时间(LastSignTime)确定用户的TickeID,建立存储过程ExceptionLogout@UserID,@LastSignTime)处理用户的异常退出。

    2 Logout流程图

    WebService可以采用SoapHeader中写入TicketID来使得TicketID从客户端传递给服务端。.Net Remoting可以采用CallContext类来实现TicketID从客户端传递给服务端。

    2 数据库设计

    2.1 数据库表

    3 数据库关系图

    2.2 数据库表说明

    2.2.1 用户表(Static_User

    Static_User

    Static_User字段名

    详细解释

    类型

    备注

    UserID

    路线编号

    varchar(20)

    PK

    UserName

    用户名称

    varchar(20)

     

    UserPwd

    用户密码

    varchar(20)

     

    LastSignTime

    最后登陆时间

    datatime

     

    SignState

    用户登陆状态标记

    int

     

    TickeID

    验证票记录编号

    varchar(128)

     

     

     

     

     

    2.2.2 角色表(Static_Role

    Static_Role

    Static_User字段名

    详细解释

    类型

    备注

    RoleID

    角色编号

    varchar(20)

    PK

    RoleName

    角色名称

    varchar(20)

     

    RoleNote

    角色信息描述

    varchar(20)

     

     

     

     

     

    2.2.3 用户-角色表(Static_User_Role

    Static_User_Role

    Static_User字段名

    详细解释

    类型

    备注

    UserRoleID

    用户角色编号

    varchar(20)

    PK

    UserID

    用户编号

    varchar(20)

    FK

    RoleID

    角色编号

    varchar(20)

    FK

    UserRoleNote

    用户角色信息描述

    varchar(20)

     

     

     

     

     

    2.2.4 权限表(Static_Permission

    Static_Permission

    Static_User字段名

    详细解释

    类型

    备注

    PermissionID

    编号

    varchar(20)

    PK

    PermissionName

    权限名称

    varchar(20)

     

    PermissionNote

    全息信息描述

    varchar(20)

     

     

     

     

     

    2.2.5 角色-权限表(Static_Role_Permission

    Static_Role_Permission

    Static_User字段名

    详细解释

    类型

    备注

    RolePermissionID

    角色权限编号

    varchar(20)

    PK

    RoleID

    角色编号

    varchar(20)

    FK

    PermissionID

    权限编号

    varchar(20)

    FK

    RolePermissionNote

    角色权限信息描述

    varchar(20)

     

     

     

     

     

    3 .net技术概要

    3.1 WebService SoapHeader

    SQL 数据库执行自定义身份验证和授权。在这种情况中,应向服务传递自定义凭据(如用户名和密码),并让服务自己处理身份验证和授权。 将额外的信息连同请求一起传递给 XML Web 服务的简便方法是通过 SOAP 标头。为此,需要在服务中定义一个从 SOAPHeader 派生的类,然后将服务的公共字段声明为该类型。这在服务的公共合同中公开,并且当从 WebServiceUtil.exe 创建代理时可由客户端使用,如下例所示:

    
    

     

    using System.Web.Services;

    using System.Web.Services.Protocols;

    // AuthHeader class extends from SoapHeader

    public class AuthHeader : SoapHeader {

        public string Username;

        public string Password;

    }

    public class HeaderService : WebService {

        public AuthHeader sHeader;

        ...

    }

    服务中的每个 WebMethod 都可以使用 SoapHeader 自定义属性定义一组关联的标头。默认情况下,标头是必需的,但也可以定义可选标头。SoapHeader 属性指定公共字段的名称或者 Client Server 类的属性(本标题中称为 Headers 属性)。在为输入标头调用方法前,WebService 设置 Headers 属性的值;而当方法为输出标头返回时,WebService 检索该值。

    [WebMethod(Description="This method requires a custom soap header set by the caller")]

    [SoapHeader("sHeader")]

    public string SecureMethod() {

    if (sHeader == null)

    return "ERROR: Please supply credentials";

    else

    return "USER: " + sHeader.Username;

    }

    然后,客户端在调用要求标头的方法之前,直接在代理类上设置标头,如下面的示例所示:

    HeaderService h = new HeaderService();

    AuthHeader myHeader = new AuthHeader();

    myHeader.Username = "username";

    myHeader.Password = "password";

    h.AuthHeader = myHeader;

    String result = h.SecureMethod();

    3.2 .Net Remoting的安全认证方式

    CallContext提供与执行代码路径一起传送的属性集,CallContext是类似于方法调用的线程本地存储的专用集合对象,并提供对每个逻辑执行线程都唯一的数据槽。数据槽不在其他逻辑线程上的调用上下文之间共享。当 CallContext 沿执行代码路径往返传播并且由该路径中的各个对象检查时,可将对象添加到其中。当对另一个 AppDomain 中的对象进行远程方法调用时,CallContext 类将生成一个与该远程调用一起传播的 LogicalCallContext 实例。只有公开 ILogicalThreadAffinative 接口并存储在 CallContext 中的对象被在 LogicalCallContext 中传播到 AppDomain 外部。不支持此接口的对象不在 LogicalCallContext 实例中与远程方法调用一起传输。

    CallContext.SetData方法存储给定对象并将其与指定名称关联,CallContext.GetData方法从 CallContext 中检索具有指定名称的对象。

    下面的代码示例说明如何使用 SetData 方法将主体和标识对象传输到远程位置以进行标识。

    public class ClientClass {

       public static void Main() {

          GenericIdentity ident = new GenericIdentity("Bob");

          GenericPrincipal prpal = new GenericPrincipal(ident,

                                              Newstring[] {"Level1"});

          LogicalCallContextData data =

     new LogicalCallContextData(prpal);

          //Enter data into the CallContext

          CallContext.SetData("test data", data);

         

          Console.WriteLine(data.numOfAccesses);

          ChannelServices.RegisterChannel(new TcpChannel());

          RemotingConfiguration.RegisterActivatedClientType(

    typeof(HelloServiceClass), "tcp://localhost:8082");

          HelloServiceClass service = new HelloServiceClass();

          if(service == null) {

              Console.WriteLine("Could not locate server.");

              return;

          }

          // call remote method

          Console.WriteLine();

          Console.WriteLine("Calling remote object");

          Console.WriteLine(service.HelloMethod("Caveman"));

          Console.WriteLine(service.HelloMethod("Spaceman"));

          Console.WriteLine(service.HelloMethod("Bob"));

          Console.WriteLine("Finished remote object call");

          Console.WriteLine();

          //Extract the returned data from the call context

          LogicalCallContextData returnedData =

             (LogicalCallContextData)CallContext.GetData("test data");

          Console.WriteLine(data.numOfAccesses);

          Console.WriteLine(returnedData.numOfAccesses);

       }

    }

    下面的代码示例说明如何使用 GetData 方法将主体和标识对象传输到远程位置以进行标识。

    using System;

    using System.Text;

    using System.Runtime.Remoting.Messaging;

    using System.Security.Principal;

    public class HelloServiceClass : MarshalByRefObject {

       static int n_instances;

       int instanceNum;

       public HelloServiceClass() {

          n_instances++;

          instanceNum = n_instances;

          Console.WriteLine(this.GetType().Name + " has been created.

                 Instance # = {0}", instanceNum);

       }

      ~HelloServiceClass() {

          Console.WriteLine("Destroyed instance {0} of

    HelloServiceClass.", instanceNum);     

       }

       public String HelloMethod(String name) {

          //Extract the call context data

          LogicalCallContextData data =

              (LogicalCallContextData)CallContext.GetData("test data");     

          IPrincipal myPrincipal = data.Principal;

         

          //Check the user identity

          if(myPrincipal.Identity.Name == "Bob") {

             Console.WriteLine("\nHello {0}, you are identified!",

    myPrincipal.Identity.Name);

             Console.WriteLine(data.numOfAccesses);

          }

          else {

             Console.WriteLine("Go away! You are not identified!");

             return String.Empty;

          }

            // calculate and return result to client   

          return "Hi there " + name + ".";

       }

    }

    4 详细代码设计

    4.1 WebService代码设计

    WebService端代码主要进行对数据库的操作,建立起Client操作数据库所需要的方法,供Client的端调用。

    1class UserInfoMng() 用户信息管理类,其中包括方法:

    l         CreateUserInfo(string UserName string UserPwd) 建立用户信息,调用存储过程CreateUserInfo@UserName,@UserPwd

    l         ModifyUserInfo(string UserName string UserPwd) 修改用户信息,调用存储过程ModifyUserInfo@UserName,@UserPwd

    l         DeleteUserInfo() 删除用户信息,调用存储过程DeleteUserInfo

    (@UserID)

    2class UserAuthentication() 用户认证类,用来实现用户角色、权限的设置,包括方法:

    l         CreatePermissionInfo(string PermissionName string Permissi-

    -onNote) 建立权限信息,调用存储过程CreatePermissionInfo

    @PermissionName,@PermissionNote

    l         CreateRoleInfo(string RoleName string RoleNote) 建立角色信息,调用存储过程CreateRoleInfo(@RoleName,@RoleNote)

    l         DeleteRoleInfo() 删除角色信息,调用存储过程DeleteRoleInfo

    (@RoleID)

    l         GrantUserRole(string UserID string RoleID string UserRoleNote) 授予用户角色,调用存储过程GrantUserRole(@UserID,@RoleID,

    @UserRoleNote)

    l         DeleteUserRole() 删除用户角色,调用存储过程DeleteUserRole

    (@UserRoleID)

    l         GrantRolePermission(string RoleID string PermissionID string RolePermissionNote) 授予角色权限,调用存储过程GrantRolePermission(@RoleID,@PermissionID,@RolePermissionNote)

    l         DeleteRolePermission() 删除授予的角色权限,调用存储过程

    DeleteRolePermission(@RolePermissionID)

    4.2 用户认证代码设计(Client端)

    Client端调用WebService方法来进行数据库访问,Client端代码设计主要实现界面的功能,包括:权限设置、用户管理、用户授权管理和用户认证管理

    1)权限设置

    class PermissionInfoMng() 用户权限信息管理类,包括方法:

    l         CreatePermissionInfo() 建立权限信息

    2)用户管理

    class UserInfoMng() 用户信息管理类,包括方法:

    l         CreateUserInfo() 建立用户信息

    l         ModifyUserInfo() 修改用户信息

    l         DeleteUserInfo() 删除用户信息

    3)用户授权管理

    class RoleInfoMng() 角色信息管理类,包括方法:

    l         CreateRoleInfo() 建立角色信息

    l         DeleteRoleInfo() 删除角色信息

    class UserRoleMng() 用户角色管理类,包括方法:

    l         GrantUserRole() 授予用户角色

    l         DeleteUserRole() 删除用户角色

    class RolePermissionMng() 角色权限管理类,包括方法

    l         GrantRolePermission() 授予角色权限

    l         DeleteRolePermission() 删除角色权限

    4)用户认证管理

    class Authentication() 用户认证类,包括方法:

    l         Login(string UserName string UserPwd) 用户登陆认证,用户认证通过分配给用户一个TicketID,否则TicketID则为null

    l         Logout() 用户正常退出

    l         ExceptionLogout() 用户异常退出

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