shiro 安全(权限)框架

1、shiro简介

1.1、概述

Apache Shiro 是一个功能强大且易于使用的 Java 安全(权限)框架。Shiro 可以完成:认证、授权、加密、会话管理、与 Web 集成、缓存 等。借助 Shiro 您可以快速轻松地保护任何应用程序——从最小的移动应用程序到最大的 Web 和企业应用程序。

操作系统

官网:https://shiro.apache.org/

软著申请流程

1.2、为什么要用 Shiro

自 2003 年以来,框架格局发生了相当大的变化,因此今天仍然有很多系统在使用Shiro。这与 Shiro 的特性密不可分。

qiankun

  1. 易于使用:使用 Shiro 构建系统安全框架非常简单。就算第一次接触也可以快速掌 握。
  2. 全面:Shiro 包含系统安全框架需要的功能,满足安全需求的“一站式服务”。
  3. 灵活:Shiro 可以在任何应用程序环境中工作。虽然它可以在 Web、EJB 和 IoC 环境 中工作,但不需要依赖它们。Shiro也没有强制要求任何规范,甚至没有很多依赖项。
  4. 强力支持 Web:Shiro 具有出色的 Web 应用程序支持,可以基于应用程序 URL 和 Web 协议(例如REST)创建灵活的安全策略,同时还提供一组 JSP 库来控制页面输出。
  5. 兼容性强:Shiro 的设计模式使其易于与其他框架和应用程序集成。Shiro 与Spring、Grails、Wicket、Tapestry、Mule、Apache Camel、Vaadin 等框架无缝集成。
  6. 社区支持:Shiro 是 Apache 软件基金会的一个开源项目,有完备的社区支持,文档 支持。如果需要,像 Katasoft 这样的商业公司也会提供专业的支持和服务。

1.3、Shiro 与 SpringSecurity 的对比

  • Spring Security 基于 Spring 开发,项目若使用 Spring 作为基础,配合 Spring Security做权限更加方便,而 Shiro 需要和 Spring 进行整合开发;
  • Spring Security 功能比 Shiro 更加丰富些,例如安全维护方面;
  • Spring Security 社区资源相对比 Shiro 更加丰富;
  • Shiro 的配置和使用比较简单,Spring Security 上手复杂些;
  • Shiro 依赖性低,不需要任何框架和容器,可以独立运行。Spring Security 依赖 Spring 容器;
  • shiro 不仅仅可以使用在 web 中,它可以工作在任何应用环境中。在集群会话时 Shiro最重要的一个好处或许就是它的会话是独立于容器的。

1.4、基本功能

在这里插入图片描述

任务系统

  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 判断用户是否能进行什么操作,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,也可以是 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。

1.5、原理

1.5.1、Shiro 架构(Shiro 外部来看)

在这里插入图片描述

mysql 索引使用详解

从外部来看 Shiro ,即从应用程序角度的来观察如何使用 Shiro 完成工作Shiro 架构

语音克隆

  1. Subject:应用代码直接交互的对象是 Subject,也就是说 Shiro 的对外 API 核心 就是Subject。Subject 代表了当前“用户”, 这个用户不一定是一个具体的人,与当前应用交互的任何东西都是Subject,如网络爬虫, 机器人等;与 Subject 的所有交互 都会委托给 SecurityManager; Subject其实是一个门面,SecurityManager 才是实际的执行者。
  2. SecurityManager:安全管理器;即所有与安全有关的操作都会与 SecurityManager 交互;且其管理着所有Subject;可以看出它是 Shiro 的核心,它负责与 Shiro 的其他 组件进行交互,它相当于 SpringMVC 中DispatcherServlet 的角色。
  3. Realm:Shiro 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。
1.5.2、Shiro 架构(Shiro 内部来看)

在这里插入图片描述

云原生

Shiro 架构

kcp

  1. Subject:任何可以与应用交互的“用户”。
  2. SecurityManager :相当于 SpringMVC 中的 DispatcherServlet;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、授权、会话及缓存的管理。
  3. Authenticator:负责 Subject 认证,是一个扩展点,可以自定义实现;可以使用认证策略(Authentication Strategy),即什么情况下算用户认证通过了。
  4. Authorizer:授权器、即访问控制器,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。
  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;可以是 JDBC实现,也可以是内存实现等等;由用户提供;所以一般在应用中都需 要 实现自己的 Realm。
  6. SessionManager:管理 Session 生命周期的组件;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. 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 基本上很少改变,放到缓存中后可以提高访问的性能。
  8. 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。

2、基本使用

2.1、Shiro不依赖容器,直接创建maven工程即可

2.2、添加依赖

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.apache.shiro</groupId>
        <artifactId>shiro-core</artifactId>
        <version>1.9.0</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>commons-logging</groupId>
        <artifactId>commons-logging</artifactId>
        <version>1.2</version>
    </dependency>
</dependencies>

2.3、 INI 文件

Shiro 获取权限相关信息可以通过数据库获取,也可以通过 ini 配置文件获取
在这里插入图片描述

numpy

2.4、登录认证

2.4.1、登录认证概念
  1. 身份验证:一般需要提供如身份ID等一些标识信息来表明登录者的身份,如提供 email,用户名/密码来证明。
  2. 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。
  3. principals:身份,即主体的标识属性,可以是任何属性,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/ 邮箱/手机号。
  4. credentials:证明/凭证,即只有主体知道的安全值,如密码/数字证书等。
  5. 最常见的principals和credentials组合就是用户名/密码。
2.4.2、登录认证基本流程
  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. 创建自定义的 Realm 类,继承org.apache.shiro.realm.AuthenticatingRealm类, 实现 doGetAuthenticationInfo() 方法。

在这里插入图片描述

AA系统

2.5、登录认证实例

2.5.1、创建测试类,获取认证对象,进行登录认证,如下:
public class ShiroRun {
    public static void main(String[] args) {
        //1初始化获取SecurityManager
        IniSecurityManagerFactory factory = new IniSecurityManagerFactory("classpath:shiro.ini");
        SecurityManager securityManager = factory.getInstance();
        SecurityUtils.setSecurityManager(securityManager);
        //2获取Subject对象
        Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
        //3创建token对象,web应用用户名密码从页面传递
        AuthenticationToken token = new UsernamePasswordToken("zhangsan","123");
        //4完成登录
        try {
            subject.login(token);
            System.out.println("登录成功");
        } catch (UnknownAccountException e){
            e.printStackTrace();
            System.out.println("用户不存在");
        } catch (IncorrectCredentialsException e){
            e.printStackTrace();
            System.out.println("密码错误");
        }catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
2.5.2、测试
  • 登录成功

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

IPC

  • 用户名不存在
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    排版

  • 密码错误
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    恰饭

2.6、身份认证流程

  1. 首先调用 Subject.login(token) 进行登录,其会自动委托给 SecurityManager。
  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。

2.7、角色、授权

2.7.1、授权概念
  1. 授权,也叫访问控制,即在应用中控制谁访问哪些资源(如访问页面/编辑数据/页面 操作等)。在授权中需了解的几个关键对象:主体(Subject)、资源(Resource)、权 限(Permission)、角色(Role)。
  2. 主体(Subject):访问应用的用户,在 Shiro 中使用 Subject 代表该用户。用户只有授权后才允许访问相应的资源。
  3. 资源(Resource):在应用中用户可以访问的 URL,比如访问 JSP 页面、查看/编辑某些数据、访问某个业务方法、打印文本等等都是资源。用户只要授权后才能访问。
  4. 权限(Permission):安全策略中的原子授权单位,通过权限我们可以表示在应用中 用户有没有操作某个资源的权力。即权限表示在应用中用户能不能访问某个资源,如:访问用户列表页面查看/新增/修改/删除用户数据(即很多时候都是CRUD(增查改删)式权 限控制)等。权限代表了用户有没有操作某个资源的权利,即反映在某个资源上的操作允 不允许。
  5. Shiro 支持粗粒度权限(如用户模块的所有权限)和细粒度权限(操作某个用户的权限, 即实例级别的)。
  6. 角色(Role):权限的集合,一般情况下会赋予用户角色而不是权限,即这样用户可以拥有一组权限,赋予权限时比较方便。典型的如:项目经理、技术总监、CTO、开发工 程师等都是角色,不同的角色拥有一组不同的权限。
2.7.2、授权方式
  1. 编程式:通过写if/else 授权代码块完成
if (subject.hasRole("admin")){
   //有权限
} else {
   //无权限
}
  1. 注解式:通过在执行的Java方法上放置相应的注解完成,没有权限将抛出相 应的异常
@RequiresRoles("admin")
public void test(){
    //有权限
}
  1. JSP/GSP 标签:在JSP/GSP 页面通过相应的标签完成
<shiro:hasRole name="admin">
	<!--有权限-->
</shiro:hasRole>
2.7.3、授权流程
  • 首先调用Subject.isPermitted*/hasRole*接口,其会委托给SecurityManager,而SecurityManager接着会委托给 Authorizer。
  • Authorizer是真正的授权者,如果调用如isPermitted(“user:view”),其首先会通过PermissionResolver把字符串转换成相应的Permission实例。
  • 在进行授权之前,其会调用相应的Realm获取Subject相应的角色/权限用于匹配传入的角色/权限。
  • Authorizer会判断Realm的角色/权限是否和传入的匹配,如果有多个Realm,会委托给ModularRealmAuthorizer进行循环判断,如果匹配如isPermitted*/hasRole* 会返回true,否则返回false表示授权失败。
    在这里插入图片描述

2.8、授权实例

2.8.1、获取角色信息
  • 给shiro.ini增加角色配置
    在这里插入图片描述

    移动开发

  • 给例子添加代码,沟通过hasRole()判断用户是否有指定角色

    天梯赛日程

//5.判断角色
boolean role1 = subject.hasRole("role1");
System.out.println("是否拥有此角色:"+role1);

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union

  • 测试
    在这里插入图片描述
2.8.2、判断权限信息
  • 给shiro.ini增加权限配置
    在这里插入图片描述
  • 给例子添加代码,判断用户是否有指定权限
//6.判断权限
boolean permitted = subject.isPermitted("user:insert111");
System.out.println("是否用有此权限:"+permitted);
//也可以用checkPermission方法,但没有返回值,没权限抛AuthenticationException
subject.checkPermission("user:select1111");
  • 测试

    虚拟相机

    在这里插入图片描述

    jdbc

2.9、Shiro 加密

实际系统开发中,一些敏感信息需要进行加密,比如说用户的密码。Shiro 内嵌很多常用的加密算法,比如 MD5 加密。Shiro 可以很简单的使用信息加密。

javaweb

使用Shiro进行密码加密.

seata 1.5

public class ShiroMD5 {
    public static void main(String[] args) {
        String password = "123456";
        //使用md5加密
        // toHex():转换为它的HEX(十六进制)
        Md5Hash md51 = new Md5Hash(password);
        System.out.println("md5加密:"+md51.toHex());

        //带盐的md5加密,盐就是在密码明文后拼接新字符串,然后再进行加密
        Md5Hash md52 = new Md5Hash(password,"salt");
        System.out.println("带盐的MD5加密:"+md52.toHex());

        //为了保证安全,避免被破解还可以多次迭代加密,保证数据安全
        Md5Hash md53 = new Md5Hash(password,"salt",3);
        System.out.println("md5带盐的3次加密:"+md53.toHex());

        //使用父类进行加密
        SimpleHash simpleHash = new SimpleHash("MD5",password,"salt",3);
        System.out.println("父类带盐的3次加密:"+simpleHash.toHex());
    }
}

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scala

2.10、Shiro 自定义登录认证

Shiro 默认的登录认证是不带加密的,如果想要实现加密认证需要自定义登录认证,自定义 Realm。

软件启动报错

  • 自定义登录认证
public class MyRealm extends AuthenticatingRealm {
    //自定义登录认证方法,shiro的login方法底层会调用该类的认证方法进行认证
    //需要配置自定义的realm生效,在ini文件中配置,在Springboot中配置
    //该方法只是获取进行对比的信息,认证逻辑还是按照shiro底层认证逻辑完成
    @Override
    protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(AuthenticationToken authenticationToken) throws AuthenticationException {
        //1.获取身份信息
        String principal = authenticationToken.getPrincipal().toString();
        //2.获取凭证信息
        String password = new String((char[])authenticationToken.getCredentials());
        System.out.println("认证用户信息:"+principal + "----"+password);

        //3.获取数据库中存储的用户信息
        if (principal.equals("zhangsan")){
            //3.1数据库中存储的加盐3次迭代的密码
            String pwdInfo = "d1b129656359e35e95ebd56a63d7b9e0";
            //4创建封装校验逻辑对象,封装数据返回
            AuthenticationInfo info = new SimpleAuthenticationInfo(
                    authenticationToken.getPrincipal(),
                    pwdInfo,
                    ByteSource.Util.bytes("salt"),
                    authenticationToken.getPrincipal().toString()
            );
            return info;
        }
        return null;
    }
}
  • 在shiro.ini中添加配置信息
[main]
md5CredentialsMatcher=org.apache.shiro.authc.credential.Md5CredentialsMatcher
md5CredentialsMatcher.hashIterations=3

myrealm=com.shiro.MyRealm    //自定义realm的路径
myrealm.credentialsMatcher=$md5CredentialsMatcher
securityManager.realms=$myrealm

[users]
zhangsan=d1b129656359e35e95ebd56a63d7b9e0,role1,role2
lisi=456


[roles]
role1:insert,user:select
  • 使用加密的密码
    在这里插入图片描述
  • 运行测试
    在这里插入图片描述

结束!!!

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				 个性像白纸,一经污染,便永不能再如以前的洁白。——黑格尔

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