课程知识点

1、权限系统的整体概念 2、shiro权限框架的核心组件 3、springboot下shiro的使用 4、shiro认证鉴权的缓存机制 5、分布式下使用shrio处理统一会话 6、密码重试次数，并发登录控制 7、前后端分离的鉴权方式 8、建立分布式统一鉴权系统

第一章 权限概述

1、什么是权限

权限管理，一般指根据系统设置的安全策略或者安全规则，用户可以访问而且只能访问自己被授权的资源，不多不少。权限管理几乎出现在任何系统里面，只要有用户和密码的系统。

权限管理在系统中一般分为：

• 访问权限

properties 一般表示你能做什么样的操作，或者能够访问那些资源。例如：给张三赋予“店铺主管”角色，“店铺主管”具有“查询员工”、“添加员工”、“修改员工”和“删除员工”权限。此时张三能够进入系统，则可以进行这些操作

• 数据权限

properties 一般表示某些数据你是否属于你，或者属于你可以操作范围。例如：张三是"店铺主管"角色，他可以看他手下客服人员所有的服务的买家订单信息，他的手下只能看自己负责的订单信息

2、认证概念

【1】什么是认证

? 身份认证，就是判断一个用户是否为合法用户的处理过程。最常用的简单身份认证方式是系统通过核对用户输入的用户名和密码，看其是否与系统中存储的该用户的用户名和密码一致，来判断用户身份是否正确。例如：密码登录，手机短信验证、三方授权等

【2】认证流程

【3】关键对象

? 上边的流程图中需要理解以下关键对象：

? Subject：主体：访问系统的用户，主体可以是用户、程序等，进行认证的都称为主体；

? Principal：身份信息是主体（subject）进行身份认证的标识，标识必须具有唯一性，如用户名、手机号、邮箱地址等，一个主体可以有多个身份，但是必须有一个主身份（Primary Principal）。

? credential：凭证信息：是只有主体自己知道的安全信息，如密码、证书等。

3、授权概念

【1】什么是授权

? 授权，即访问控制，控制谁能访问哪些资源。主体进行身份认证后，系统会为其分配对应的权限，当访问资

源时，会校验其是否有访问此资源的权限。

这里首先理解4个对象。

? 用户对象user：当前操作的用户、程序。

? 资源对象resource：当前被访问的对象

? 角色对象role ：一组 "权限操作许可权" 的集合。

? 权限对象permission：权限操作许可权

【2】授权流程

【3】关键对象

授权可简单理解为who对what进行How操作

Who：主体（Subject），可以是一个用户、也可以是一个程序

What：资源（Resource），如系统菜单、页面、按钮、方法、系统商品信息等。

? 访问类型：商品菜单，订单菜单、分销商菜单

? 数据类型：我的商品，我的订单，我的评价

How：权限/许可（Permission）

? 我的商品（资源）===>访问我的商品(权限许可)

? 分销商菜单（资源）===》访问分销商列表（权限许可）

第二章 Shiro概述

1、Shiro简介

【1】什么是Shiro?

? Shiro是apache旗下一个开源框架，它将软件系统的安全认证相关的功能抽取出来，实现用户身份认证，权限授权、加密、会话管理等功能，组成了一个通用的安全认证框架。

【2】Shiro 的特点

? Shiro 是一个强大而灵活的开源安全框架，能够非常清晰的处理认证、授权、管理会话以及密码加密。如下是它所具有的特点：

· 易于理解的 Java Security API；

· 简单的身份认证（登录），支持多种数据源（LDAP，JDBC 等）；

· 对角色的简单的签权（访问控制），也支持细粒度的鉴权；

· 支持一级缓存，以提升应用程序的性能；

· 内置的基于 POJO 企业会话管理，适用于 Web 以及非 Web 的环境；

· 异构客户端会话访问；

· 非常简单的加密 API；

· 不跟任何的框架或者容器捆绑，可以独立运行。

2、核心组件

• Shiro架构图

• Subject

Subject主体，外部应用与subject进行交互，subject将用户作为当前操作的主体，这个主体：可以是一个通过浏览器请求的用户，也可能是一个运行的程序。Subject在shiro中是一个接口，接口中定义了很多认证授相关的方法，外部程序通过subject进行认证授，而subject是通过SecurityManager安全管理器进行认证授权

• SecurityManager

SecurityManager权限管理器，它是shiro的核心，负责对所有的subject进行安全管理。通过SecurityManager可以完成subject的认证、授权等，SecurityManager是通过Authenticator进行认证，通过Authorizer进行授权，通过SessionManager进行会话管理等。SecurityManager是一个接口，继承了Authenticator, Authorizer, SessionManager这三个接口

• Authenticator

Authenticator即认证器，对用户登录时进行身份认证

• Authorizer

Authorizer授权器，用户通过认证器认证通过，在访问功能时需要通过授权器判断用户是否有此功能的操作权限。

• Realm（数据库读取+认证功能+授权功能实现）

Realm领域，相当于datasource数据源，securityManager进行安全认证需要通过Realm获取用户权限数据 比如： 如果用户身份数据在数据库那么realm就需要从数据库获取用户身份信息。 注意： 不要把realm理解成只是从数据源取数据，在realm中还有认证授权校验的相关的代码。

• SessionManager

SessionManager会话管理，shiro框架定义了一套会话管理，它不依赖web容器的session，所以shiro可以使用在非web应用上，也可以将分布式应用的会话集中在一点管理，此特性可使它实现单点登录。

• SessionDAO

SessionDAO即会话dao，是对session会话操作的一套接口 比如: 可以通过jdbc将会话存储到数据库 也可以把session存储到缓存服务器

• CacheManager

CacheManager缓存管理，将用户权限数据存储在缓存，这样可以提高性能

• Cryptography

Cryptography密码管理，shiro提供了一套加密/解密的组件，方便开发。比如提供常用的散列、加/解密等功能

第三章 Shiro入门

1、身份认证

【1】基本流程

流程如下：

? 1、Shiro把用户的数据封装成标识token，token一般封装着用户名，密码等信息

? 2、使用Subject门面获取到封装着用户的数据的标识token

? 3、Subject把标识token交给SecurityManager，在SecurityManager安全中心中，SecurityManager把标识token委托给认证器Authenticator进行身份验证。认证器的作用一般是用来指定如何验证，它规定本次认证用到哪些Realm

? 4、认证器Authenticator将传入的标识token，与数据源Realm对比，验证token是否合法

【2】案例演示

【2.1】需求

1、使用shiro完成一个用户的登录

【2.2】实现

【2.2.1】新建项目

shiro-day01-01authenticator

【2.2.2】导入依赖

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
  <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

  <groupId>com.itheima.shiro</groupId>
  <artifactId>shiro-day01-01authenticator</artifactId>
  <version>1.0-SNAPSHOT</version>

  <name>shiro-day01-01authenticator</name>
  <!-- FIXME change it to the project's website -->
  <url>http://www.example.com</url>

  <properties>
    <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
  </properties>

  <dependencies>

    <dependency>
      <groupId>commons-logging</groupId>
      <artifactId>commons-logging</artifactId>
      <version>1.1.3</version>
    </dependency>

    <dependency>
      <groupId>org.apache.shiro</groupId>
      <artifactId>shiro-core</artifactId>
      <version>1.3.2</version>
    </dependency>

    <dependency>
      <groupId>junit</groupId>
      <artifactId>junit</artifactId>
      <version>4.11</version>
    </dependency>

  </dependencies>

  <build>
    <plugins>
      <!-- compiler插件, 设定JDK版本 -->
      <plugin>
        <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
        <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
        <version>3.1</version>
        <configuration>
          <source>8</source>
          <target>8</target>
          <showWarnings>true</showWarnings>
        </configuration>
      </plugin>
    </plugins>
  </build>
</project>

【2.2.3】编写shiro.ini

#声明用户账号
[users]
jay=123

【2.2.4】编写HelloShiro

package com.itheima.shiro;

import org.apache.shiro.SecurityUtils;
import org.apache.shiro.authc.UsernamePasswordToken;
import org.apache.shiro.config.IniSecurityManagerFactory;
import org.apache.shiro.mgt.SecurityManager;
import org.apache.shiro.subject.Subject;
import org.apache.shiro.util.Factory;
import org.junit.Test;

/**
 * @Description：shiro的第一个例子
 */
public class HelloShiro {

    @Test
    public void shiroLogin() {
        //导入权限ini文件构建权限工厂
        Factory<SecurityManager> factory = new IniSecurityManagerFactory("classpath:shiro.ini");
        //工厂构建安全管理器
        SecurityManager securityManager = factory.getInstance();
        //使用SecurityUtils工具生效安全管理器
        SecurityUtils.setSecurityManager(securityManager);
        //使用SecurityUtils工具获得主体
        Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
        //构建账号token
        UsernamePasswordToken usernamePasswordToken = new UsernamePasswordToken("jay", "123");
        //登录操作
        subject.login(usernamePasswordToken);
        System.out.println("是否登录成功：" + subject.isAuthenticated());
    }
}

【2.2.4】测试

【2.3】小结

1、权限定义：ini文件
2、加载过程:
    导入权限ini文件构建权限工厂
    工厂构建安全管理器
    使用SecurityUtils工具生效安全管理器
    使用SecurityUtils工具获得主体
    使构建账号token用SecurityUtils工具获得主体
    构建账号token
    登录操作

2、Realm

【1】Realm接口

所以，一般在真实的项目中，我们不会直接实现Realm接口，我们一般的情况就是直接继承AuthorizingRealm，能够继承到认证与授权功能。它需要强制重写两个方法

public class DefinitionRealm extends AuthorizingRealm {

    /**
     * @Description 认证
     * @param authcToken token对象
     * @return 
     */
    public abstract AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(AuthenticationToken authcToken) {
        return null;
    }

    /**
     * @Description 鉴权
     * @param principals 令牌
     * @return
     */
    public abstract AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(PrincipalCollection principals){
        return null;
    }
}

【2】自定义Realm

【2.1】需求

1、自定义Realm，取得密码用于比较

【2.2】实现

【2.2.1】创建项目

shiro-day01-02realm

【2.2.2】定义SecurityService

SecurityService

package com.itheima.shiro.service;

/**
 * @Description：权限服务接口
 */
public interface SecurityService {

    /**
     * @Description 查找密码按用户登录名
     * @param loginName 登录名称
     * @return
     */
    String findPasswordByLoginName(String loginName);
}

SecurityServiceImpl

package com.itheima.shiro.service.impl;

import com.itheima.shiro.service.SecurityService;

/**
 * @Description：权限服务层
 */
public class SecurityServiceImpl implements SecurityService {

    @Override
    public String findPasswordByLoginName(String loginName) {
        return "123";
    }
}

【2.2.3】定义DefinitionRealm

package com.itheima.shiro.realm;

import com.itheima.shiro.service.SecurityService;
import com.itheima.shiro.service.impl.SecurityServiceImpl;
import org.apache.shiro.authc.*;
import org.apache.shiro.authz.AuthorizationInfo;
import org.apache.shiro.realm.AuthorizingRealm;
import org.apache.shiro.subject.PrincipalCollection;

/**
 * @Description：声明自定义realm
 */
public class DefinitionRealm extends AuthorizingRealm {

    /**
     * @Description 认证接口
     * @param token 传递登录token
     * @return
     */
    @Override
    protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(AuthenticationToken token) throws AuthenticationException {
        //从AuthenticationToken中获得登录名称
        String loginName = (String) token.getPrincipal();
        SecurityService securityService = new SecurityServiceImpl();
        String password = securityService.findPasswordByLoginName(loginName);
        if ("".equals(password)||password==null){
            throw new UnknownAccountException("账户不存在");
        }
        //传递账号和密码
        return  new SimpleAuthenticationInfo(loginName,password,getName());
    }


    @Override
    protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(PrincipalCollection principals) {
        return null;
    }

}

【2.2.4】编辑shiro.ini

#声明自定义的realm，且为安全管理器指定realms
[main]
definitionRealm=com.itheima.shiro.realm.DefinitionRealm
securityManager.realms=$definitionRealm
#声明用户账号
#[users]
#jay=123

【3】认证源码跟踪

（1）通过debug模式追踪源码subject.login(token) 发现。首先是进入Subject接口的默认实现类。果然，Subject将用户的用户名密码委托给了securityManager去做。

（2）然后，securityManager说：“认证器authenticator小弟，听说你的大学学的专业就是认证呀，那么这个认证的任务就交给你咯”。遂将用户的token委托给内部认证组件authenticator去做

（3）事实上，securityManager的内部组件一个比一个懒。内部认证组件authenticator说：“你们传过来的token我需要拿去跟数据源Realm做对比，这样吧，这个光荣的任务就交给Realm你去做吧”。Realm对象：“一群大懒虫！”。

（4）Realm在接到内部认证组件authenticator组件后很伤心，最后对电脑前的你说：“大兄弟，对不住了，你去实现一下呗”。从图中的方法体中可以看到，当前对象是Realm类对象，即将调用的方法是doGetAuthenticationInfo(token)。而这个方法，就是你即将要重写的方法。如果帐号密码通过了，那么返回一个认证成功的info凭证。如果认证失败，抛出一个异常就好了。你说：“什么?最终还是劳资来认证？”没错，就是苦逼的你去实现了，谁叫你是程序猿呢。所以，你不得不查询一下数据库，重写doGetAuthenticationInfo方法，查出来正确的帐号密码，返回一个正确的凭证info

（5）好了，这个时候你自己编写了一个类，继承了AuthorizingRealm，并实现了上述doGetAuthenticationInfo方法。你在doGetAuthenticationInfo中编写了查询数据库的代码，并将数据库中存放的用户名与密码封装成了一个AuthenticationInfo对象返回。可以看到下图中，info这个对象是有值的，说明从数据库中查询出来了正确的帐号密码

（6）那么，接下来就很简单了。把用户输入的帐号密码与刚才你从数据库中查出来的帐号密码对比一下即可。token封装着用户的帐号密码，AuthenticationInfo封装着从数据库中查询出来的帐号密码。再往下追踪一下代码，最终到了下图中的核心区域。如果没有报异常，说明本次登录成功。