shior笔记

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：

1. 易于理解的 Java Security API；
2. 简单的身份认证（登录），支持多种数据源（LDAP，JDBC，Kerberos，ActiveDirectory 等）；
3. 对角色的简单的签权（访问控制），支持细粒度的签权；
4. 支持一级缓存，以提升应用程序的性能；
5. 内置的基于 POJO 企业会话管理，适用于 Web 以及非 Web 的环境；
6. 异构客户端会话访问；
7. 非常简单的加密 API；
8. 不跟任何的框架或者容器捆绑，可以独立运行。

首先，我们来看看的 Shiro 的整体架构，见下图：

图 1. 整体架构

从上图可以看出，Shiro 主要有四个组件：

1. SecurityManager

   典型的 Facade，Shiro 通过它对外提供安全管理的各种服务。

2. Authenticator

   对“Who are you ？”进行核实。通常涉及用户名和密码。

   这个组件负责收集 principals 和 credentials，并将它们提交给应用系统。如果提交的 credentials 跟应用系统中提供的 credentials 吻合，就能够继续访问，否则需要重新提交 principals 和 credentials，或者直接终止访问。

3. Authorizer

   身份份验证通过后，由这个组件对登录人员进行访问控制的筛查，比如“who can do what”， 或者“who can do which actions”。Shiro 采用“基于 Realm”的方法，即用户（又称 Subject）、用户组、角色和 permission 的聚合体。

4. Session Manager

   这个组件保证了异构客户端的访问，配置简单。它是基于 POJO/J2SE 的，不跟任何的客户端或者协议绑定。

图 2. 安全模型

上图中，涉及了 Shiro 的五个概念：

• Subject 是安全领域术语，除了代表人，它还可以是应用。在单应用中，可将其视为 User 的同义词。
• Principal 是 Subject 的标识，一般情况下是唯一标识，比如用户名。
• Role 和 Permission 分别代表了不同粒度的权限，从上图中可以看出 Role 的粒度更大些，Permission 代表了系统的原子权限，比如数据的修改、删除权限。对于简单的权限应用，可以不需要 Permission。
• Realm 是一个执行者，负责真正的认证和鉴权。

实现应用的安全模块的关键在于：定义合适的 role 和 permission，这就需要遵循如下原则：

1. role 没有实质内容，只是代表一组 permission，目的是为了管理的方便，一般都是动态定义；
2. permission 一般都是预先定义好的，不允许动态改变，除非源代码改动，它才会变化，它是整个安全模块的基础；
3. 要使 permission 也能动态定义，并非不可能，但是这将使鉴权非常复杂，甚至可能导致鉴权语句遍布整个程序，得不偿失；
4. 当然有一个例外：如果知道 permission 动态定义的规则和鉴权规则，如 Grails 的 fileter 中“${controllerName}:${actionName}:${params.id}”也可实现 permission 的动态定义

图 3. 关键类

AuthenticationToken 和 AuthenticationInfo

前者在认证前使用，描述认证所需的信息，最常用的就是 username 和 password 对；后者在认证后使用，内容同前，但是表示已经经过认证的信息。

RememberMe

代表的是一种可能状态，并不表示该 Subject 已经经过了认证。对于一些普通的操作，这种可能状态并无大碍，但一旦涉及安全敏感的操作，必须经过认证。

Credentials 和 CredentialsMatcher

Credentials 是 Subject 的证书，在认证时使用，最常用的就是 password。在通常情况下，为了安全起见，Subject 的 credentials 都需要加密保存，于是 CredentialsMatcher 的作用就体现出来了，见下图：

这里 CredentialsMatcher 需要将加密后的证书跟用户登录时提供的证书进行比对，完成认证的过程。

PAM= Pluggable Authentication Modules

在有多个 Realm 的时候使用。由认证策略决定认证结果，即 PAM= Relams + 认证策略。一般的策略有 3 种：AllSuccessful、AtLeastOneSuccessful 和 FirstSuccessful。

AuthorizationInfo

可以看成是 Role + Permission 的组合体。

PermissionResolver 和 Permission

它们之间的关系如下：

在 Shiro 中，权限被转化为一种字符串描述（字符串分级表示，称之为 WildcardPermission），从而将权限转化为类似于对象 equals 的操作（Shiro 中的 implies 方法）。

内置的权限有 2 个：

• AllPermission，总是返回 true
• WildcardPermission，权限字符串的表示方式。

WildcardPermission 是 Shiro 的精妙之处，我们可以将权限表示成字符串，这样对权限的控制可以不拘泥于物理存储，比如对 messagge 类具有修改和删除权限可以标识为：message:update,delete:*，其中‘ * ’表示所有；第一级分隔符为‘ : ’；第二级分隔符为‘ , ’，而对于权限字符串的解释完全可以由应用自己来定。

如果要比较权限字符串，可以使用 permission1.implies(permission2)，它分别比较对应位置的字符串，在如下情况中，结果会返回 true：

• permission1 中的子串有 * 或 permission1 子串 ==permission2 子串；
• permission1 无子串，permission2 有；
• permission1 有子串，permission2 无，permission1 的所有子串都是 *。

总的说来，Shiro 中的 Permission 需要注意如下内容：

1. 权限的比较实际是字符串的比较，只不过是考虑到了字符串的分级
2. 字符串的分级划分完全由使用者自己决定，Shiro 的惯例是 3 级：资源 : 操作 : 实例。
3. 字符串的使用必须一致，分隔符之间不要有空格，避免无意间引入的不一致。如：定义使用“file : create, update : 1”，而验证使用“file : update”，那么分解之后一个是“ update ”，一个是“ update”，因空格而引起不等。

Realm

这是一个实际访问安全实体的组件，一般是应用相关的，跟数据源的关系是 1-1。它负责完成认证和鉴权，getAuthenticationInfo 代表了 login 的尝试，鉴权方法则由 Authorizer 继承而来。此处也体现了 Shiro 代码的另一个特点，通过继承来扩充功能。以常用的 JdbcRealm 为例，其继承链如下：

Session

它关联一个 Subject 的上下文，其作用类似于在 HttpSession 中保存用户标识，session 一旦过期，则重新登录。Shiro 的 Session 是独立的，其目的是做到环境无关性。为了利用 Web 环境中，Shiro 实现了一个直接使用 HttpSession 的 WebSession。

SecurityManager

这是一个 Façade 接口，=Authenticator + Authorizer + SessionFactory。在整体框架图中已经看到了它在 Shiro 中所处的位置。其特点同 Realm，一样是使用继承不断地扩充功能。对于 Web 应用一般使用 DefaultWebSecurityManager。

Filter

在 Web 环境下使用 filter 进行认证和权限检查是毋庸置疑的，而 Shiro 的特点则在于由一个主 Filter 将一群子 filter 串起来：

在实际使用时，须注意：

1. web.xml 中只需配置 org.apache.shiro.web.servlet.ShiroFilter和EnvironmentLoaderListener。对于 Spring 应用，则使用 DelegatingFilterProxy；
2. 子 filter 作为主 filter 的配置参数值出现，特点是：顺序相关
1. 对于多个 URL，验证顺序是由上至下，类似 Exception 的匹配。因此，使用顺序应该是由细到粗。
2. 对于同一 URL，子 filter 的验证顺序是从左至右的 AND 操作。
3. 如果配置值中含有分隔符，如 Permission，就需要使用引号来转义。

Subject

subject 代表了一个用户的状态和操作，它提供了所有安全相关的操作，包括认证和签权。可以将其视为另一种形式的 Façade。缺省实现是将这些操作委派给其内部包含的 SecurityManager。

Configuration

configuration 负责将所有这些组件串起来，最终创建 SecurityManager。在 Shiro 中，缺省格式是 ini。整个配置关系如下图：

• JSecurityFilter 创建 Configuration 实例，并将 ini 参数值传给 Configuation。在 Spring 环境中，分别使用 SpringJSecurityFilter 和 SpringIniWebConfiguration。
• Configuration 实际就是 SecurityManager 的 Factroy，对 SpringIniWebConfiguration 而言，它需要知道 SecurityManager 的 BeanName，该值由 SpringJSecurityFilter 的初始化参数“securityManagerBeanName”值决定。即 SpringJSecurityFilter，实际有两个初始化参数：

• • config，是 ini 配置文件内容
  • securityManagerBeanName，是 SecurityManager 的 BeanName

SecurityUtils

这是 Shiro 中最重要的工具类，由它可以方便地获得 Subject 和 SecurityManager。

杂项

• AOP，提供 AOP 方面的支持，实现对某个类某个方法的拦截，从而使权限控制延伸至类的方法。
• Cache，提供缓存支持
• Codec，提供编码方面的支持
• Crypto，提供加密支持
• IO，从多个资源位置读写原始数据
• JNDI，提供 jndi 支持
• util，工具类支持
• 标签类，用于 Web 页面

常用标签：

• principal， 输出当前用户的标识
• hasRole，判断当前用户是否属于给定的角色，参数：name
• hasPermission, 判断当前用户是否具有指定的权限，参数：type，action 或者 permission
• isLoggedIn， 判断当前用户是否已经登录
• hasAnyRole，判断当前用户是否属于给定的某个角色，参数：in