Shiro框架

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fubin
    阅读 9 分钟

    shiro框架的总结

    Shiro安全框架

    Shiro 是 apache 旗下一个开源安全框架，它对软件系统中的安全认证相关功能进行了封装，实现了用户身份认证，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。

    Shiro框架的详细架构

    • Subject : 主体对象，负责提交用户认证和授权信息。
    • SecurityManager(安全管理器) : Shiro 的核心，安全管理器，负责认证，授权等业务实现。
    • Authenticator(认证管理器):负责执行认证操作。
    • Authorizer(授权管理器):负责授权检测。
    • Cryptography(加密管理器):提供了加密方式的设计及管理
    • Realms(领域对象): 负责从数据层获取业务数据。

    Shiro配置

    1.下载依赖

    <!--可在官网下载最新版本-->
<dependency>
<groupId>org.apache.shiro</groupId>
<artifactId>shiro-spring-boot-web-starter</artifactId>
<version>1.7.0</version>
</dependency>

    2.Shiro 核心对象配置

    1. 推荐在service的realm包下创建一个 Realm 类型的实现类(基于此类通过 DAO 访问数据库)
    //定义shiro realm对象，基于此对象获取用户认证和授权信息，
//假如将来你的项目只做认证，不做授权，则继承继承AuthenticatingRealm对象即可
public class ShiroRealm extends AuthorizingRealm {
 /**此方法负责获取并封装授权信息*/
 @Override
 protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(
 PrincipalCollection principalCollection) {
 return null;
 }
 /**此方法负责获取并封装认证信息*/
 @Override
 protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(
 AuthenticationToken authenticationToken)
throws AuthenticationException {
 return null;
 }
}
    1. 在启动类同级下创建一个ShiroConfig配置类，添加 Realm 对象配置
    //定义Realm对象，通过此对象访问数据库中的用户和权限信息，并进行封装。
//@Bean注解描述方法时，表示方法的返回要交给spring管理，这个bean的名字默认为方法名。
//还可以自己起名，例如@Bean("shiroRealm")*/
@Bean
public Realm realm() {
 return new ShiroRealm();
 }
    1. 在启动类中定义过滤规则(哪些访问路径要进行认证才可以访问)
    Shiro验证URL时的顺序
    • 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)
    • 故filterChainDefinitions的配置顺序为自上而下,以最上面的为准
    user和authc都是认证过滤器，但不同的地方是：
    • 当应用开启了rememberMe时,用户下次访问时可以是一个user,但绝不会是authc,因为authc是需要重新认证的。
    //基于此对象定义过滤规则，例如哪些请求必须要认证，哪些请求不需要认证
//ShiroFilterChainDefinition 此对象中定义了若干过滤器Filter
//基于这些过滤器以及我们定义的过滤规则对业务进行实现。
@Bean
public ShiroFilterChainDefinition shiroFilterChainDefinition() {
 DefaultShiroFilterChainDefinition chainDefinition =
new DefaultShiroFilterChainDefinition();
 //设置登录操作不需要认证，anon表示可以匿名访问(不用登录就可以访问),
//其中 anon 为 shiro 框架指定的  匿名过滤器
chainDefinition.addPathDefinition("/user/login/**","anon");
//配置登出操作,登出以后要跳转到登录页面(其中,logout表示系统登出处理)
chainDefinition.addPathDefinition("/user/logout","logout");
//设置哪些资源需要认证才可访问
//其中 authc 为 shiro 框架指定的 认证过滤器
//chainDefinition.addPathDefinition("/**", "authc");
    
//当启用rememberme时，设置为user过滤器,因为authc是需要重新认证的。
chainDefinition.addPathDefinition("/**", "user");
 return chainDefinition;
}
    1. 在spring 的配置文件(application.yml)中，添加登录页面的配置
    shiro:
  loginUrl: /login.html

    Shiro认证业务实现

    业务流程逻辑分析

    1. 系统调用 subject 的 login 方法将用户信息提交给 SecurityManager
    2. SecurityManager 将认证操作委托给认证器对象 Authenticator
    3. Authenticator 将用户输入的身份信息传递给 Realm。
    4. Realm 访问数据库获取用户信息然后对信息进行封装并返回。
    5. Authenticator 对 realm 返回的信息进行身份认证。

    业务逻辑实现

    1.在 SysUserDao 中定义基于用户名查询用户信息的方法
    @Select("select * from sys_users where username=#{username}")
SysUser selectUserByUsername(String username);
    2.修改 ShiroRealm 中获取认证信息的方法
    protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(AuthenticationToken               authenticationToken) throws AuthenticationException {
    //1.获取客户端提交的用户名
    String username = ((UsernamePasswordToken)authenticationToken).getUsername();
    //2.基于用户名查询用户信息并校验
    SysUser sysUser = sysUserDao.selectUserByUsername(username);
    if(sysUser==null) throw new UnknownAccountException();
    if(sysUser.getValid()==0) throw new LockedAccountException();
    //3.封装用户信息
    ByteSource credentialsSalt = ByteSource.Util.bytes(sysUser.getSalt());
    String realmName= this.getName();
    //4.返回认证信息给Authenticator进行身份认证。
    return new SimpleAuthenticationInfo(
        sysUser,sysUser.getPassword(),credentialsSalt,realmName);
    }
    3.在 ShiroRealm 中重谢获取凭证加密算法的方法
    //重写此方法的目的是，底层对用户输入的登录密码进行加密，需要算法
    public CredentialsMatcher getCredentialsMatcher() {
        HashedCredentialsMatcher credentialsMatcher =
                new HashedCredentialsMatcher("MD5");//MD5算法
        credentialsMatcher.setHashIterations(1);//加密次数1次
        return credentialsMatcher;
    }

    4.在 SysUserController 中添加处理登录请求的方法

    @GetMapping("/login/{username}/{password}")
public JsonResult doLogin(@PathVariable String username,
    @PathVariable String password){
     //将账号和密码封装 token 对象
     UsernamePasswordToken token = //参考官网
     new UsernamePasswordToken(username, password);
     //基于 subject 对象将 token 提交给 securityManager
    token.setRememberMe(true);//设置记住我
     Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
     subject.login(token);//提交给 securityManager
     return new JsonResult("login ok");
}
    5.处理异常：统一异常处理类中添加 shiro 异常处理代码
    @ExceptionHandler(ShiroException.class)
    public JsonResult doShiroException(ShiroException e){
        JsonResult r=new JsonResult();
        r.setState(0);
        e.printStackTrace();
        log.error("exception {}",e.getMessage());
        if(e instanceof UnknownAccountException){
            r.setMessage("用户名不存在");
        }else if(e instanceof IncorrectCredentialsException){
            r.setMessage("密码不正确");
        }else if(e instanceof LockedAccountException){
            r.setMessage("账户被锁定");
        }else if(e instanceof AuthorizationException){
            r.setMessage("没有此权限");
        }else{
            r.setMessage("认证或授权失败");
        }
        return r;
    }
    6.：在 spring 的配置文件(application.yml)中，添加登录页面的配置
    shiro:
  loginUrl: /login.html

    Shiro授权业务实现

    业务流程逻辑分析

    shiro授权业务流程图

    1. 系统调用subject相关方法将用户信息(例如isPermitted)递交给SecurityManager。
    2. SecurityManager 将权限检测操作委托给 Authorizer 对象。
    3. Authorizer 将用户信息委托给 realm。
    4. Realm 访问数据库获取用户权限信息并封装。
    5. Authorizer 对用户授权信息进行判定。

    业务逻辑实现

    1.在 SysMenuDao 中定义基于用户名查询用户信息的方法
    //用set集合接收permission字符串目的是去重，也可在sql语句中加入distinct
Set<String> selectUserPermissions(Integer userId);
    2.在 SysMenuMapper 中添加查询用户权限标识的 SQL 映射
    <select id="selectUserPermissions"
resultType="string">
select distinct permission
from sys_user_roles ur join sys_role_menus rm join sys_menus m
on ur.role_id=rm.role_id and rm.menu_id=m.id
where ur.user_id =# {userId} and m.permission!=''and m.permission is not null
</select>
    3.修改 ShiroRealm 中获取权限并封装权限信息的方法
    protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(
    PrincipalCollection principalCollection) {
    //1.获取登录用户(登录时传入的用户身份是谁)
    SysUser user= (SysUser) principalCollection.getPrimaryPrincipal();
    //2.基于登录用户 id 获取用户权限标识
    Set<String> permissions=
    sysMenuDao.selectUserPermissions(user.getId());
    //3.封装用户权限信息并返回
    SimpleAuthorizationInfo info=new SimpleAuthorizationInfo();
    info.setStringPermissions(permissions);
    return info;
}
    4.对需要授权登录的业务方法使用切入点注解描述
    • 在 shiro 框架中,授权切入点方法需要通过@RequiresPermissions 注解进行描述
    • //此注解的参数将会与用户的permission集合中的String对比
//，如果有此参数则拥有访问此方法的权限。
@RequiresPermissions("sys:user:update")
public int validById(Integer id,Integer valid)

    Shiro框架与其他API的不兼容

    Shiro与PageHelper不兼容

    不兼容案例：

    • 在Service层里使用shiro的@RequiresPermissions注解定义切入点方法。
    • 在Controller层中此方法使用了分页查询功能

    结果：

    • 当客户端访问时，先通过Controller层调用Service层，而此时权限校验还未开启，
    • 所以当Service权限不通过时，页面上仍然会出现分页查询，但值为空。
    • 这是因为：SpringBoot先调用Controller层时不需要权限认证，分页查询仍然会被启动
    解决方案1：在Service层启动分页拦截查询,Controller层调用此方法返回的结果
    @RequiresPermissions("sys:user:view")
@Override
public PageInfo<SysUser> findUsers(SysUser sysUser) {
    return  PageUtil.startPage().doSelectPageInfo(()->{
    sysUserDao.selectUsers(sysUser);
    });
}
    • 这个方法的缺点就是，需要改动的代码较大，不仅要将Service层的方法返回值更换，还要更换抽象类和数据层的方法返回值
    解决方案2：仍在Controller层中执行分页查询，但把@RequiresPermissions注解放在Controller的方法上
    • 如果把@RequiresPermissions注解放在Controller的方法上，此方法的其他注解会失效，这将导致GetMapper失效从而访问不到此url；
    • 这时可以在ShiroConfig配置类中配置此对象
    //当将shiro中的注解RequiresPermissions放到控制层方法时需要配置此对象
//并设置对控制层方法上的注解有效(例如@GetMapping),即setUserPrefix为true
@Bean
public DefaultAdvisorAutoProxyCreator defaultAdvisorAutoProxyCreator(){
   DefaultAdvisorAutoProxyCreator advisorAutoProxyCreator=
       new DefaultAdvisorAutoProxyCreator();
   advisorAutoProxyCreator.setUsePrefix(true);
   return advisorAutoProxyCreator;
}

    Shiro框架提供的其他功能

    配置Session会话

    • 在ShrioConfig配置类中配置
    @Bean
    public SessionManager sessionManager(){
        DefaultWebSessionManager sessionManager=
                new DefaultWebSessionManager();
        //session 超时自动关闭的时间
        sessionManager.setGlobalSessionTimeout(1000*60*60);//1 个小时
//        sessionManager.setGlobalSessionTimeout(2*60*1000);//2 分钟
        //删除无效 session
        sessionManager.setDeleteInvalidSessions(true);
        //当客户端 cookie 被禁用是否要设置 url 重写
        sessionManager.setSessionIdUrlRewritingEnabled(false);
        return sessionManager;
    }

    配置"记住我"

    记住我功能是要在用户登录成功以后,假如关闭浏览器,下次再访问系统资源时,无需再执行登录操作

    "记住我"的本质是将Cookie持久化

    1. 在Controller的doLogin方法中对 UsernamePasswordToken token 对象进行配置:

      • token.setRememberMe(true);

    2. 在ShiroConfig配置类中配置

      • @Bean
    public RememberMeManager rememberMeManager(){
        CookieRememberMeManager cookieRememberMeManager =
        new CookieRememberMeManager();
        SimpleCookie cookie = new SimpleCookie("rememberMe");
        //将Cookie持久化
        cookie.setMaxAge(7*24*60*60);//设置为7天
        cookieRememberMeManager.setCookie(cookie);
        //当项目中通过shiro实现了记住我功能，假如此时客户端登录成功，服务端重启
        //再通过客户端访问，服务端就会出现问题，此时加入以下代码 
         cookieRememberMeManager.setCipherKey(Base64
             .decode("FBenXrLADHpyCrwQ0+RI8Q=="));
        /*
        base64Encoded码在test中由以下代码生成
        @Test
        void testGeneratorKey() throws NoSuchAlgorithmException {
            KeyGenerator keyGenerator= KeyGenerator.getInstance("AES");
            SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
            String key= Base64.encodeToString(secretKey.getEncoded());
            System.out.println(key);
        }
         */
        return  cookieRememberMeManager;
    }

      • 当设置了记住我时有一个漏洞。当客户端用户登陆成功后，服务器重启会让客户端再次访问时出现错误

        • 解决方案：生成一个decode码 --- Base64.encodeToString(secretKey.getEncoded())；

    3. 在Shiro配置类中修改认证拦截器中的过滤配置，将 authc 替换为 user

      • //当启用rememberme时，设置为user过滤器,因为authc是需要重新认证的
chainDefinition.addPathDefinition("/**", "user");

    授权缓存配置

    Shiro框架默认客户端每次访问都会进行权限比对

    但也给出了减少数据库的访问压力, 同时提高授权性能的对应方案

    • 在Shiro配置类中配置缓存

      @Bean
protected CacheManager shiroCacheManager() {
   return new MemoryConstrainedCacheManager();
}

    配置好以后，重启服务，登陆成功以后，反复访问授权方法，检测 realm 中权限信息 的查询。

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    工具类之分页查询设计

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