Apache Shiro(一)

apache-shiro

Shiro的认识

开源组织: Apache软件基金会
应用: 权限控制
特点: 简单的API,一个可扩展的架构,即非常容易插入用户自定义实现
通篇参考: 跟我学shiro

1.架构图

component

2.核心组件

framework

3.核心概念:

  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. 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;
  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. 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. 核心组件
  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”;
  1. 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。
  1. 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;
  1. 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;
  1. 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;
  1. 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 Shiro 并不仅仅可以用在 Web 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);
  1. 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 Memcached SessionDAO;另外 SessionDAO 中可以使用 Cache 进行缓存,以提高性能;
  1. 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
  1. 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。

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。
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

  1. 简单应用
  1. 首先准备一些用户身份 / 凭据(shiro.ini)
[users]
user=user
guest=guest

此处使用 ini 配置文件,通过 [users] 指定了两个主体:user/123、guest/123。

2、测试用例

@Test
public void ShiroTest() {
    //1、获取SecurityManager工厂,此处使用Ini配置文件初始化SecurityManager  
    Factory<SecurityManager> factory = new IniSecurityManagerFactory("classpath:shiro.ini");
    //2、得到SecurityManager实例 并绑定给SecurityUtils   
    SecurityManager securityManager = factory.getInstance();
    SecurityUtils.setSecurityManager(securityManager);    
    //3、得到Subject及创建用户名/密码身份验证Token(即用户身份/凭证)
    Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
    UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken("user", "user");    
    try {
        //4、登录,即身份验证
        subject.login(token);     
    } catch (AuthenticationException e) {
        //5、身份验证失败
    }     
    Assert.assertEquals(true, subject.isAuthenticated()); //断言用户已经登录
    //6、退出
    subject.logout();  

}
  • 首先通过 new IniSecurityManagerFactory 并指定一个 ini 配置文件来创建一个 SecurityManager 工厂

  • 接着获取 SecurityManager 并绑定到 SecurityUtils,这是一个全局设置,设置一次即可

  • 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;

  • 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;

  • 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;

  • 最后可以调用 subject.logout 退出,其会自动委托给 SecurityManager.logout 方法退出。

从如上代码可总结出身份验证的步骤

  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. 最后调用 Subject.logout 进行退出操作。
  1. 认证流程

认证流程
  1. 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;
  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。

7.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。

org.apache.shiro.realm.Realm 接口如下:

//返回一个唯一的Realm名字
String getName(); 

//判断此Realm是否支持此Token
boolean supports(AuthenticationToken token); 

//根据Token获取认证信息
AuthenticationInfo getAuthenticationInfo(AuthenticationToken token)
 throws AuthenticationException;  

shiro realm接口

realm接口

抽象类AuthorizingRealm 其继承了AuthenticatingRealm(即身份验证),而且也间接继承了CachingRealm(带有缓存实现) 其有三种默认实现 SimpleAccountRealm JdbcRealm JndiLdapRealm

  1. Authenticator及AuthenticationStrategy

Authenticator的职责是验证用户帐号,是Shiro API中身份验证核心的入口点:

1.  public AuthenticationInfo authenticate(AuthenticationToken authenticationToken) throws AuthenticationException;

如果验证成功,将返回AuthenticationInfo验证信息;此信息中包含了身份及凭证;如果验证失败将抛出相应的AuthenticationException实现。

SecurityManager接口继承了Authenticator,另外还有一个ModularRealmAuthenticator实现,其委托给多个Realm进行验证,验证规则通过AuthenticationStrategy接口指定,默认提供的实现:

  • FirstSuccessfulStrategy:只要有一个Realm验证成功即可,只返回第一个Realm身份验证成功的认证信息,其他的忽略;
  • AtLeastOneSuccessfulStrategy:只要有一个Realm验证成功即可,和FirstSuccessfulStrategy不同,返回所有Realm身份验证成功的认证信息;
  • AllSuccessfulStrategy:所有Realm验证成功才算成功,且返回所有Realm身份验证成功的认证信息,如果有一个失败就失败了。
    ModularRealmAuthenticator默认使用AtLeastOneSuccessfulStrategy策略。
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