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一、什么是Shiro
Apache Shiro是一个强大易用的Java安全框架,提供了认证、授权、加密和会话管理等功能:
对于任何一个应用程序,Shiro都可以提供全面的安全管理服务。并且相对于其他安全框架,Shiro要简单的多。
二、Shiro的架构介绍
首先,来了解一下Shiro的三个核心组件:Subject, SecurityManager 和 Realms. 如下图:
Subject:即“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。
从这个意义上讲,Realm实质上是一个安全相关的DAO:它封装了数据源的连接细节,并在需要时将相关数据提供给Shiro。当配置Shiro时,你必须至少指定一个Realm,用于认证和(或)授权。配置多个Realm是可以的,但是至少需要一个。
Shiro内置了可以连接大量安全数据源(又名目录)的Realm,如LDAP、关系数据库(JDBC)、类似INI的文本配置资源以及属性文件等。如果缺省的Realm不能满足需求,你还可以插入代表自定义数据源的自己的Realm实现。
Shiro完整架构图:
除前文所讲Subject、SecurityManager 、Realm三个核心组件外,Shiro主要组件还包括:
Authenticator :认证就是核实用户身份的过程。这个过程的常见例子是大家都熟悉的“用户/密码”组合。多数用户在登录软件系统时,通常提供自己的用户名(当事人)和支持他们的密码(证书)。如果存储在系统中的密码(或密码表示)与用户提供的匹配,他们就被认为通过认证。
Authorizer :授权实质上就是访问控制 - 控制用户能够访问应用中的哪些内容,比如资源、Web页面等等。
SessionManager :在安全框架领域,Apache Shiro提供了一些独特的东西:可在任何应用或架构层一致地使用Session API。即,Shiro为任何应用提供了一个会话编程范式 - 从小型后台独立应用到大型集群Web应用。这意味着,那些希望使用会话的应用开发者,不必被迫使用Servlet或EJB容器了。或者,如果正在使用这些容器,开发者现在也可以选择使用在任何层统一一致的会话API,取代Servlet或EJB机制。
CacheManager :对Shiro的其他组件提供缓存支持。
认证就是验证用户身份的过程。在认证过程中,用户需要提交实体信息(Principals)和凭据信息(Credentials)以检验用户是否合法。最常见的“实体/凭证”组合便是“用户名/密码”组合。
一、Shiro认证过程
1、收集实体/凭据信息
//Example using most common scenario of username/password pair: UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken(username, password); //”Remember Me” built-in: token.setRememberMe(true);
UsernamePasswordToken支持最常见的用户名/密码的认证机制。同时,由于它实现了RememberMeAuthenticationToken接口,我们可以通过令牌设置“记住我”的功能。
但是,“已记住”和“已认证”是有区别的:
已记住的用户仅仅是非匿名用户,你可以通过subject.getPrincipals()获取用户信息。但是它并非是完全认证通过的用户,当你访问需要认证用户的功能时,你仍然需要重新提交认证信息。
这一区别可以参考亚马逊网站,网站会默认记住登录的用户,再次访问网站时,对于非敏感的页面功能,页面上会显示记住的用户信息,但是当你访问网站账户信息时仍然需要再次进行登录认证。
2、提交实体/凭据信息
Subject currentUser = SecurityUtils.getSubject();
currentUser.login(token);
收集了实体/凭据信息之后,我们可以通过SecurityUtils工具类,获取当前的用户,然后通过调用login方法提交认证。
3、认证处理
try { currentUser.login(token); } catch ( UnknownAccountException uae ) { ... } catch ( IncorrectCredentialsException ice ) { ... } catch ( LockedAccountException lae ) { ... } catch ( ExcessiveAttemptsException eae ) { ... } ... catch your own ... } catch ( AuthenticationException ae ) { //unexpected error? }
如果login方法执行完毕且没有抛出任何异常信息,那么便认为用户认证通过。之后在应用程序任意地方调用SecurityUtils.getSubject() 都可以获取到当前认证通过的用户实例,使用subject.isAuthenticated()判断用户是否已验证都将返回true.
相反,如果login方法执行过程中抛出异常,那么将认为认证失败。Shiro有着丰富的层次鲜明的异常类来描述认证失败的原因,如代码示例。
二、登出操作
登出操作可以通过调用subject.logout()来删除你的登录信息,如:
currentUser.logout(); //removes all identifying information and invalidates their session too.
当执行完登出操作后,Session信息将被清空,subject将被视作为匿名用户。
三、认证内部处理机制
以上,是Shiro认证在应用程序中的处理过程,下面将详细解说Shiro认证的内部处理机制。
如上图,我们通过Shiro架构图的认证部分,来说明Shiro认证内部的处理顺序:
1、应用程序构建了一个终端用户认证信息的AuthenticationToken 实例后,调用Subject.login方法。
2、Sbuject的实例通常是DelegatingSubject类(或子类)的实例对象,在认证开始时,会委托应用程序设置的securityManager实例调用securityManager.login(token)方法。
3、SecurityManager接受到token(令牌)信息后会委托内置的Authenticator的实例(通常都是ModularRealmAuthenticator类的实例)调用authenticator.authenticate(token). ModularRealmAuthenticator在认证过程中会对设置的一个或多个Realm实例进行适配,它实际上为Shiro提供了一个可拔插的认证机制。
4、如果在应用程序中配置了多个Realm,ModularRealmAuthenticator会根据配置的AuthenticationStrategy(认证策略)来进行多Realm的认证过程。在Realm被调用后,AuthenticationStrategy将对每一个Realm的结果作出响应。
注:如果应用程序中仅配置了一个Realm,Realm将被直接调用而无需再配置认证策略。
5、判断每一个Realm是否支持提交的token,如果支持,Realm将调用getAuthenticationInfo(token); getAuthenticationInfo 方法就是实际认证处理,我们通过覆盖Realm的doGetAuthenticationInfo方法来编写我们自定义的认证处理。
四、使用多个Realm的处理机制:
1、Authenticator
默认实现是ModularRealmAuthenticator,它既支持单一Realm也支持多个Realm。如果仅配置了一个Realm,ModularRealmAuthenticator 会直接调用该Realm处理认证信息,如果配置了多个Realm,它会根据认证策略来适配Realm,找到合适的Realm执行认证信息。
自定义Authenticator的配置:
[main] ... authenticator = com.foo.bar.CustomAuthenticator securityManager.authenticator = $authenticator
2、AuthenticationStrategy(认证策略)
当应用程序配置了多个Realm时,ModularRealmAuthenticator将根据认证策略来判断认证成功或是失败。
例如,如果只有一个Realm验证成功,而其他Realm验证失败,那么这次认证是否成功呢?如果大多数的Realm验证成功了,认证是否就认为成功呢?或者,一个Realm验证成功后,是否还需要判断其他Realm的结果?认证策略就是根据应用程序的需要对这些问题作出决断。
认证策略是一个无状态的组件,在认证过程中会经过4次的调用:
认证策略的另外一项工作就是聚合所有Realm的结果信息封装至一个AuthenticationInfo实例中,并将此信息返回,以此作为Subject的身份信息。
Shiro有3中认证策略的具体实现:
AtLeastOneSuccessfulStrategy | 只要有一个(或更多)的Realm验证成功,那么认证将被视为成功 |
FirstSuccessfulStrategy | 第一个Realm验证成功,整体认证将被视为成功,且后续Realm将被忽略 |
AllSuccessfulStrategy | 所有Realm成功,认证才视为成功 |
ModularRealmAuthenticator 内置的认证策略默认实现是AtLeastOneSuccessfulStrategy 方式,因为这种方式也是被广泛使用的一种认证策略。当然,你也可以通过配置文件定义你需要的策略,如:
[main] ... authcStrategy = org.apache.shiro.authc.pam.FirstSuccessfulStrategy securityManager.authenticator.authenticationStrategy = $authcStrategy ...
3、Realm的顺序
由刚才提到的认证策略,可以看到Realm在ModularRealmAuthenticator 里面的顺序对认证是有影响的。
ModularRealmAuthenticator 会读取配置在SecurityManager里的Realm。当执行认证是,它会遍历Realm集合,对所有支持提交的token的Realm调用getAuthenticationInfo 。
因此,如果Realm的顺序对你使用的认证策略结果有影响,那么你应该在配置文件中明确定义Realm的顺序,如:
Subject currentUser = SecurityUtils.getSubject(); if (currentUser.hasRole("administrator")) { //show the admin button } else { //don‘t show the button? Grey it out? }
Subject方法 | 描述 |
hasRole(String roleName) | 当用户拥有指定角色时,返回true |
hasRoles(List<String> roleNames) | 按照列表顺序返回相应的一个boolean值数组 |
hasAllRoles(Collection<String> roleNames) | 如果用户拥有所有指定角色时,返回true |
Subject currentUser = SecurityUtils.getSubject(); //guarantee that the current user is a bank teller and //therefore allowed to open the account: currentUser.checkRole("bankTeller"); openBankAccount();
Subject方法 | 描述 |
checkRole(String roleName) | 断言用户是否拥有指定角色 |
checkRoles(Collection<String> roleNames) | 断言用户是否拥有所有指定角色 |
checkRoles(String... roleNames) | 对上一方法的方法重载 |
Permission printPermission = new PrinterPermission("laserjet4400n", "print"); Subject currentUser = SecurityUtils.getSubject(); if (currentUser.isPermitted(printPermission)) { //show the Print button } else { //don‘t show the button? Grey it out? } Permission printPermission = new PrinterPermission("laserjet4400n", "print"); Subject currentUser = SecurityUtils.getSubject(); if (currentUser.isPermitted(printPermission)) { //show the Print button } else { //don‘t show the button? Grey it out? }
Subject方法 | 描述 |
isPermitted(Permission p) | Subject拥有制定权限时,返回treu |
isPermitted(List<Permission> perms) | 返回对应权限的boolean数组 |
isPermittedAll(Collection<Permission> perms) | Subject拥有所有制定权限时,返回true |
Subject currentUser = SecurityUtils.getSubject(); if (currentUser.isPermitted("printer:print:laserjet4400n")) { //show the Print button } else { //don‘t show the button? Grey it out? }
isPermitted(String perm)、isPermitted(String... perms)、isPermittedAll(String... perms)
Subject currentUser = SecurityUtils.getSubject(); //guarantee that the current user is permitted //to open a bank account: Permission p = new AccountPermission("open"); currentUser.checkPermission(p); openBankAccount();
Subject currentUser = SecurityUtils.getSubject(); //guarantee that the current user is permitted //to open a bank account: currentUser.checkPermission("account:open"); openBankAccount();
Subject方法 | 说明 |
checkPermission(Permission p) | 断言用户是否拥有制定权限 |
checkPermission(String perm) | 断言用户是否拥有制定权限 |
checkPermissions(Collection<Permission> perms) | 断言用户是否拥有所有指定权限 |
checkPermissions(String... perms) | 断言用户是否拥有所有指定权限 |
@RequiresAuthentication public void updateAccount(Account userAccount) { //this method will only be invoked by a //Subject that is guaranteed authenticated ... }
<%@ taglib prefix="shiro" uri="http://shiro.apache.org/tags" %>
<shiro:guest>
Hi there! Please <a href="login.jsp">Login</a> or <a href="signup.jsp">Signup</a> today!
</shiro:guest>
<shiro:user> Welcome back John! Not John? Click <a href="login.jsp">here<a> to login. </shiro:user>
<shiro:authenticated>
<a href="updateAccount.jsp">Update your contact information</a>.
</shiro:authenticated>
<shiro:notAuthenticated> Please <a href="login.jsp">login</a> in order to update your credit card information. </shiro:notAuthenticated>
Hello, <shiro:principal/>, how are you today?
<shiro:hasRole name="administrator"> <a href="admin.jsp">Administer the system</a> </shiro:hasRole>
<shiro:lacksRole name="administrator">
Sorry, you are not allowed to administer the system.
</shiro:lacksRole>
<shiro:hasAnyRoles name="developer, project manager, administrator">
You are either a developer, project manager, or administrator.
</shiro:lacksRole>
<shiro:hasPermission name="user:create">
<a href="createUser.jsp">Create a new User</a>
</shiro:hasPermission>
<shiro:hasPermission name="user:create">
<a href="createUser.jsp">Create a new User</a>
</shiro:hasPermission>
protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(AuthenticationToken authcToken) throws AuthenticationException { UsernamePasswordToken token = (UsernamePasswordToken) authcToken; User user = accountManager.findUserByUserName(token.getUsername()); if (user != null) { return new SimpleAuthenticationInfo(user.getUserName(), user.getPassword(), getName()); } else { return null; } }
protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(PrincipalCollection principals) { String userName = (String) principals.fromRealm(getName()).iterator().next(); User user = accountManager.findUserByUserName(userName); if (user != null) { SimpleAuthorizationInfo info = new SimpleAuthorizationInfo(); for (Group group : user.getGroupList()) { info.addStringPermissions(group.getPermissionList()); } return info; } else { return null; } }
Apache Shiro的配置主要分为四部分:
其中,由于用户、角色一般由后台进行操作的动态数据,因此Shiro配置一般仅包含前两项的配置。
Apache Shiro的大多数组件是基于POJO的,因此我们可以使用POJO兼容的任何配置机制进行配置,例如:Java代码、Sping XML、YAML、JSON、ini文件等等。下面,以Spring XML的配置方式为例,并且对其中的一些配置参数进行一些简单说明。
Shiro对象的配置:
主要是对Shiro各个组件的实现进行定义配置,主要组件在前文已做过简单介绍,这里不再一一说明。
<bean id="securityManager" class="org.apache.shiro.mgt.DefaultSecurityManager"> <property name="cacheManager" ref="cacheManager"/> <property name="sessionMode" value="native"/> <!-- Single realm app. If you have multiple realms, use the ‘realms‘ property instead. --> <property name="realm" ref="myRealm"/> <property name="sessionManager" ref="sessionManager"/> </bean>
Shiro过滤器的配置
Shiro主要是通过URL过滤来进行安全管理,这里的配置便是指定具体授权规则定义。
<bean id="shiroFilter" class="org.apache.shiro.spring.web.ShiroFilterFactoryBean"> <property name="securityManager" ref="securityManager"/> <property name="loginUrl" value="/login.jsp"/> <property name="successUrl" value="/home.jsp"/> <property name="unauthorizedUrl" value="/unauthorized.jsp"/> --> <property name="filterChainDefinitions"> <value> # some example chain definitions: /admin/** = authc, roles[admin] /docs/** = authc, perms[document:read] /** = authc # more URL-to-FilterChain definitions here </value> </property> </bean>
URL过滤器配置说明:
Shiro可以通过配置文件实现基于URL的授权验证。FilterChain定义格式:
URL_Ant_Path_Expression = Path_Specific_Filter_Chain
每个URL配置,表示匹配该URL的应用程序请求将由对应的过滤器进行验证。
例如:
[urls] /index.html = anon /user/create = anon /user/** = authc /admin/** = authc, roles[administrator] /rest/** = authc, rest /remoting/rpc/** = authc, perms["remote:invoke"]
URL表达式说明
1、URL目录是基于HttpServletRequest.getContextPath()此目录设置
2、URL可使用通配符,**代表任意子目录
3、Shiro验证URL时,URL匹配成功便不再继续匹配查找。所以要注意配置文件中的URL顺序,尤其在使用通配符时。
Filter Chain定义说明
1、一个URL可以配置多个Filter,使用逗号分隔
2、当设置多个过滤器时,全部验证通过,才视为通过
3、部分过滤器可指定参数,如perms,roles
Shiro内置的FilterChain
Filter Name | Class |
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 |
一、在web.xml中添加shiro过滤器
<!-- Shiro filter--> <filter> <filter-name>shiroFilter</filter-name> <filter-class> org.springframework.web.filter.DelegatingFilterProxy </filter-class> </filter> <filter-mapping> <filter-name>shiroFilter</filter-name> <url-pattern>/*</url-pattern> </filter-mapping>
二、在Spring的applicationContext.xml中添加shiro配置
1、添加shiroFilter定义
<!-- Shiro Filter --> <bean id="shiroFilter" class="org.apache.shiro.spring.web.ShiroFilterFactoryBean"> <property name="securityManager" ref="securityManager" /> <property name="loginUrl" value="/login" /> <property name="successUrl" value="/user/list" /> <property name="unauthorizedUrl" value="/login" /> <property name="filterChainDefinitions"> <value> /login = anon /user/** = authc /role/edit/* = perms[role:edit] /role/save = perms[role:edit] /role/list = perms[role:view] /** = authc </value> </property> </bean>
2、添加securityManager定义
<bean id="securityManager" class="org.apache.shiro.web.mgt.DefaultWebSecurityManager"> <property name="realm" ref="myRealm" /> </bean>
3、添加realm定义
<bean id=" myRealm" class="com...MyRealm" />
三、实现MyRealm:继承AuthorizingRealm,并重写认证授权方法
public class MyRealm extends AuthorizingRealm{ private AccountManager accountManager; public void setAccountManager(AccountManager accountManager) { this.accountManager = accountManager; } /** * 授权信息 */ protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo( PrincipalCollection principals) { String username=(String)principals.fromRealm(getName()).iterator().next(); if( username != null ){ User user = accountManager.get( username ); if( user != null && user.getRoles() != null ){ SimpleAuthorizationInfo info = new SimpleAuthorizationInfo(); for( SecurityRole each: user.getRoles() ){ info.addRole(each.getName()); info.addStringPermissions(each.getPermissionsAsString()); } return info; } } return null; } /** * 认证信息 */ protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo( AuthenticationToken authcToken ) throws AuthenticationException { UsernamePasswordToken token = (UsernamePasswordToken) authcToken; String userName = token.getUsername(); if( userName != null && !"".equals(userName) ){ User user = accountManager.login(token.getUsername(), String.valueOf(token.getPassword())); if( user != null ) return new SimpleAuthenticationInfo( user.getLoginName(),user.getPassword(), getName()); } return null; } }
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原文地址:http://www.cnblogs.com/koal/p/5094642.html