1.基本概念
1.1.什么是认证
进入移动互联网时代,大家每天都在刷手机,常用的软件有微信、支付宝、头条等,下边拿微信来举例子说明认证 相关的基本概念,在初次使用微信前需要注册成为微信用户,然后输入账号和密码即可登录微信,输入账号和密码 登录微信的过程就是认证。
系统为什么要认证?
认证是为了保护系统的隐私数据与资源,用户的身份合法方可访问该系统的资源。
认证 :用户认证就是判断一个用户的身份是否合法的过程,用户去访问系统资源时系统要求验证用户的身份信 息,身份合法方可继续访问,不合法则拒绝访问。常见的用户身份认证方式有:用户名密码登录,二维码登录,手 机短信登录,指纹认证等方式。
1.2 什么是会话
用户认证通过后,为了避免用户的每次操作都进行认证可将用户的信息保证在会话中。会话就是系统为了保持当前 用户的登录状态所提供的机制,常见的有基于session方式、基于token方式等。
基于session的认证方式如下图:
它的交互流程是,用户认证成功后,在服务端生成用户相关的数据保存在session(当前会话)中,发给客户端的 sesssion_id 存放到 cookie 中,这样用户客户端请求时带上 session_id 就可以验证服务器端是否存在 session 数 据,以此完成用户的合法校验,当用户退出系统或session过期销毁时,客户端的session_id也就无效了。
基于token方式如下图:
它的交互流程是,用户认证成功后,服务端生成一个token发给客户端,客户端可以放到 cookie 或 localStorage 等存储中,每次请求时带上 token,服务端收到token通过验证后即可确认用户身份。
基于session的认证方式由Servlet规范定制,服务端要存储session信息需要占用内存资源,客户端需要支持 cookie;基于token的方式则一般不需要服务端存储token,并且不限制客户端的存储方式。如今移动互联网时代 更多类型的客户端需要接入系统,系统多是采用前后端分离的架构进行实现,所以基于token的方式更适合。
1.3 什么是授权
还拿微信来举例子,微信登录成功后用户即可使用微信的功能,比如,发红包、发朋友圈、添加好友等,没有绑定 银行卡的用户是无法发送红包的,绑定银行卡的用户才可以发红包,发红包功能、发朋友圈功能都是微信的资源即 功能资源,用户拥有发红包功能的权限才可以正常使用发送红包功能,拥有发朋友圈功能的权限才可以使用发朋友 圈功能,这个根据用户的权限来控制用户使用资源的过程就是授权。
为什么要授权?
认证是为了保证用户身份的合法性,授权则是为了更细粒度的对隐私数据进行划分,授权是在认证通过后发生的, 控制不同的用户能够访问不同的资源。
授权: 授权是用户认证通过根据用户的权限来控制用户访问资源的过程,拥有资源的访问权限则正常访问,没有 权限则拒绝访问。
1.4 授权的数据模型
如何进行授权即如何对用户访问资源进行控制,首先需要学习授权相关的数据模型。
授权可简单理解为Who对What(which)进行How操作,包括如下:
Who,即主体(Subject),主体一般是指用户,也可以是程序,需要访问系统中的资源。 What,即资源
(Resource),如系统菜单、页面、按钮、代码方法、系统商品信息、系统订单信息等。系统菜单、页面、按 钮、代码方法都属于系统功能资源,对于web系统每个功能资源通常对应一个URL;系统商品信息、系统订单信息 都属于实体资源(数据资源),实体资源由资源类型和资源实例组成,比如商品信息为资源类型,商品编号 为001 的商品为资源实例。 How,权限/许可(Permission),规定了用户对资源的操作许可,权限离开资源没有意义, 如用户查询权限、用户添加权限、某个代码方法的调用权限、编号为001的用户的修改权限等,通过权限可知用户 对哪些资源都有哪些操作许可。
主体、资源、权限关系如下图:
主体、资源、权限相关的数据模型如下:
主体(用户id、账号、密码、...)
资源(资源id、资源名称、访问地址、...)
权限(权限id、权限标识、权限名称、资源id、...) 角色(角色id、角色名称、...)
角色和权限关系(角色id、权限id、...)
主体(用户)和角色关系(用户id、角色id、...) 主体(用户)、资源、权限关系如下图:
通常企业开发中将资源和权限表合并为一张权限表,如下:
资源(资源id、资源名称、访问地址、...)
权限(权限id、权限标识、权限名称、资源id、...)
合并为:
权限(权限id、权限标识、权限名称、资源名称、资源访问地址、...) 修改后数据模型之间的关系如下图:
1.4 RBAC
如何实现授权?业界通常基于RBAC实现授权。
1.4.1基于角色的访问控制
RBAC基于角色的访问控制(Role-Based Access Control)是按角色进行授权,比如:主体的角色为总经理可以查 询企业运营报表,查询员工工资信息等,访问控制流程如下:
根据上图中的判断逻辑,授权代码可表示如下:
if(主体.hasRole("总经理角色id")){ 查询工资
}
如果上图中查询工资所需要的角色变化为总经理和部门经理,此时就需要修改判断逻辑为“判断用户的角色是否是 总经理或部门经理”,修改代码如下:
if(主体.hasRole("总经理角色id") || 主体.hasRole("部门经理角色id")){ 查询工资
}
根据上边的例子发现,当需要修改角色的权限时就需要修改授权的相关代码,系统可扩展性差。
1.4.2基于资源的访问控制
RBAC基于资源的访问控制(Resource-Based Access Control)是按资源(或权限)进行授权,比如:用户必须 具有查询工资权限才可以查询员工工资信息等,访问控制流程如下:
根据上图中的判断,授权代码可以表示为:
if(主体.hasPermission("查询工资权限标识")){ 查询工资
}
优点:系统设计时定义好查询工资的权限标识,即使查询工资所需要的角色变化为总经理和部门经理也不需要修改 授权代码,系统可扩展性强。
2 基于Session的认证方式
2.1 认证流程
基于Session认证方式的流程是,用户认证成功后,在服务端生成用户相关的数据保存在session(当前会话),而发 给客户端的 sesssion_id 存放到 cookie 中,这样用客户端请求时带上 session_id 就可以验证服务器端是否存在 session 数据,以此完成用户的合法校验。当用户退出系统或session过期销毁时,客户端的session_id也就无效了。 下图是session认证方式的流程图:
基于Session的认证机制由Servlet规范定制,Servlet容器已实现,用户通过HttpSession的操作方法即可实现,如 下是HttpSession相关的操作API。
2.2.创建工程
本案例工程使用maven进行构建,使用SpringMVC、Servlet3.0实现。
2.2.1 创建maven工程
创建maven工程 security-springmvc,工程结构如下:
引入如下依赖如下,注意:
1、由于是web工程,packaging设置为war
2、使用tomcat7-maven-plugin插件来运行工程
<?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.security</groupId>
<artifactId>security‐springmvc</artifactId>
<version>1.0‐SNAPSHOT</version>
<packaging>war</packaging>
<properties>
<project.build.sourceEncoding>UTF‐8</project.build.sourceEncoding>
<maven.compiler.source>1.8</maven.compiler.source>
<maven.compiler.target>1.8</maven.compiler.target>
</properties>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework</groupId>
<artifactId>spring‐webmvc</artifactId>
<version>5.1.5.RELEASE</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>javax.servlet</groupId>
<artifactId>javax.servlet‐api</artifactId>
<version>3.0.1</version>
<scope>provided</scope>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.projectlombok</groupId>
<artifactId>lombok</artifactId>
<version>1.18.8</version>
</dependency>
</dependencies>
<build>
<finalName>security‐springmvc</finalName>
<pluginManagement>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.apache.tomcat.maven</groupId>
<artifactId>tomcat7‐maven‐plugin</artifactId>
<version>2.2</version>
</plugin>
<plugin>
<groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
<artifactId>maven‐compiler‐plugin</artifactId>
<configuration>
<source>1.8</source>
<target>1.8</target>
</configuration>
</plugin>
<plugin>
<artifactId>maven‐resources‐plugin</artifactId>
<configuration>
<encoding>utf‐8</encoding>
<useDefaultDelimiters>true</useDefaultDelimiters>
<resources>
<resource>
<directory>src/main/resources</directory>
<filtering>true</filtering>
<includes>
<include>**/*</include>
</includes>
</resource>
<resource>
<directory>src/main/java</directory>
<includes>
<include>**/*.xml</include>
</includes>
</resource>
</resources>
</configuration>
</plugin>
</plugins>
</pluginManagement>
</build>
</project>