shiro教程系列

shiro教程（3）-shiro授权

1 shiro介绍 

1.1 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。

1.2 为什么要学shiro

既然shiro将安全认证相关的功能抽取出来组成一个框架，使用shiro就可以非常快速的完成认证、授权等功能的开发，降低系统成本。

shiro使用广泛，shiro可以运行在web应用，非web应用，集群分布式应用中越来越多的用户开始使用shiro。

Java领域中spring security(原名Acegi)也是一个开源的权限管理框架，但是spring
security依赖spring运行，而shiro就相对独立，最主要是因为shiro使用简单、灵活，所以现在越来越多的用户选择shiro。

1.3 Shiro架构

1.3.1 Subject

Subject即主体，外部应用与subject进行交互，subject记录了当前操作用户，将用户的概念理解为当前操作的主体，可能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

1.3.2 SecurityManager 

SecurityManager即安全管理器，对全部的subject进行安全管理，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，实质上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。

1.3.3 Authenticator

Authenticator即认证器，对用户身份进行认证，Authenticator是一个接口，shiro提供ModularRealmAuthenticator实现类，通过ModularRealmAuthenticator基本上可以满足大多数需求，也可以自定义认证器。

1.3.4 Authorizer

Authorizer即授权器，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。

1.3.5 realm

Realm即领域，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。

1.3.6 sessionManager

sessionManager即会话管理，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。

1.3.7 SessionDAO

SessionDAO即会话dao，是对session会话操作的一套接口，比如要将session存储到数据库，可以通过jdbc将会话存储到数据库。

1.3.8 CacheManager

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

1.3.9 Cryptography

Cryptography即密码管理，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。

1.4 shiro的jar包

与其它java开源框架类似，将shiro的jar包加入项目就可以使用shiro提供的功能了。shiro-core是核心包必须选用，还提供了与web整合的shiro-web、与spring整合的shiro-spring、与任务调度quartz整合的shiro-quartz等，下边是shiro各jar包的maven坐标。

[html] view plain copy print?

1. <dependency>
2. <groupId>org.apache.shiro</groupId>
3. <artifactId>shiro-core</artifactId>
4. <version>1.2.3</version>
5. </dependency>
6. <dependency>
7. <groupId>org.apache.shiro</groupId>
8. <artifactId>shiro-web</artifactId>
9. <version>1.2.3</version>
10. </dependency>
11. <dependency>
12. <groupId>org.apache.shiro</groupId>
13. <artifactId>shiro-spring</artifactId>
14. <version>1.2.3</version>
15. </dependency>
16. <dependency>
17. <groupId>org.apache.shiro</groupId>
18. <artifactId>shiro-ehcache</artifactId>
19. <version>1.2.3</version>
20. </dependency>
21. <dependency>
22. <groupId>org.apache.shiro</groupId>
23. <artifactId>shiro-quartz</artifactId>
24. <version>1.2.3</version>
25. </dependency>
26. 也可以通过引入shiro-all包括shiro所有的包：
27. <dependency>
28. <groupId>org.apache.shiro</groupId>
29. <artifactId>shiro-all</artifactId>
30. <version>1.2.3</version>
31. </dependency>

参考lib目录 ：

2 shiro认证

2.1 认证流程

2.2 入门程序（用户登陆和退出）

2.2.1 创建java工程

jdk版本：1.7.0_72

eclipse：elipse-indigo

2.2.2 加入shiro-core的Jar包及依赖包

2.2.3 log4j.properties日志配置文件

log4j.rootLogger=debug, stdout

log4j.appender.stdout=org.apache.log4j.ConsoleAppender

log4j.appender.stdout.layout=org.apache.log4j.PatternLayout

log4j.appender.stdout.layout.ConversionPattern=%d %p [%c] - %m %n

2.2.4 shiro.ini

通过Shiro.ini配置文件初始化SecurityManager环境。

配置 eclipse支持ini文件编辑：

在eclipse配置后，在classpath创建shiro.ini配置文件，为了方便测试将用户名和密码配置的shiro.ini配置文件中：

[users]

zhang=123

lisi=123

2.2.5 认证代码

[java] view plain copy print?

1. // 用户登陆、用户退出
2. @Test
3. public void testLoginLogout() {
4. // 构建SecurityManager工厂，IniSecurityManagerFactory可以从ini文件中初始化SecurityManager环境
5. Factory<SecurityManager> factory = new IniSecurityManagerFactory(
6. "classpath:shiro.ini");
7. // 通过工厂创建SecurityManager
8. SecurityManager securityManager = factory.getInstance();
9. // 将securityManager设置到运行环境中
10. SecurityUtils.setSecurityManager(securityManager);
11. // 创建一个Subject实例，该实例认证要使用上边创建的securityManager进行
12. Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
13. // 创建token令牌，记录用户认证的身份和凭证即账号和密码
14. UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken("zhang", "123");
15. try {
16. // 用户登陆
17. subject.login(token);
18. } catch (AuthenticationException e) {
19. // TODO Auto-generated catch block
20. e.printStackTrace();
21. }
22. // 用户认证状态
23. Boolean isAuthenticated = subject.isAuthenticated();
24. System.out.println("用户认证状态：" + isAuthenticated);
25. // 用户退出
26. subject.logout();
27. isAuthenticated = subject.isAuthenticated();
28. System.out.println("用户认证状态：" + isAuthenticated);
29. }

2.2.6 认证执行流程

1、 创建token令牌，token中有用户提交的认证信息即账号和密码

2、 执行subject.login(token)，最终由securityManager通过Authenticator进行认证

3、 Authenticator的实现ModularRealmAuthenticator调用realm从ini配置文件取用户真实的账号和密码，这里使用的是IniRealm（shiro自带）

4、 IniRealm先根据token中的账号去ini中找该账号，如果找不到则给ModularRealmAuthenticator返回null，如果找到则匹配密码，匹配密码成功则认证通过。

2.2.7 常见的异常

UnknownAccountException

账号不存在异常如下：

org.apache.shiro.authc.UnknownAccountException: No account found for user。。。。

IncorrectCredentialsException

当输入密码错误会抛此异常，如下：

org.apache.shiro.authc.IncorrectCredentialsException:
Submitted credentials for token
[org.apache.shiro.authc.UsernamePasswordToken - zhangsan,
rememberMe=false] did not match the expected
credentials.

更多如下：

DisabledAccountException（帐号被禁用）

LockedAccountException（帐号被锁定）

ExcessiveAttemptsException（登录失败次数过多）

ExpiredCredentialsException（凭证过期）等

2.3 自定义Realm

上边的程序使用的是Shiro自带的IniRealm，IniRealm从ini配置文件中读取用户的信息，大部分情况下需要从系统的数据库中读取用户信息，所以需要自定义realm。

2.3.1 shiro提供的realm

最基础的是Realm接口，CachingRealm负责缓存处理，AuthenticationRealm负责认证，AuthorizingRealm负责授权，通常自定义的realm继承AuthorizingRealm。

2.3.2 自定义Realm

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1. public class CustomRealm1 extends AuthorizingRealm {
2. @Override
3. public String getName() {
4. return "customRealm1";
5. }
6. //支持UsernamePasswordToken
7. @Override
8. public boolean supports(AuthenticationToken token) {
9. return token instanceof UsernamePasswordToken;
10. }
11. //认证
12. @Override
13. protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(
14. AuthenticationToken token) throws AuthenticationException {
15. //从token中 获取用户身份信息
16. String username = (String) token.getPrincipal();
17. //拿username从数据库中查询
18. //....
19. //如果查询不到则返回null
20. if(!username.equals("zhang")){//这里模拟查询不到
21. return null;
22. }
23. //获取从数据库查询出来的用户密码
24. String password = "123";//这里使用静态数据模拟。。
25. //返回认证信息由父类AuthenticatingRealm进行认证
26. SimpleAuthenticationInfo simpleAuthenticationInfo = new SimpleAuthenticationInfo(
27. username, password, getName());
28. return simpleAuthenticationInfo;
29. }
30. //授权
31. @Override
32. protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(
33. PrincipalCollection principals) {
34. // TODO Auto-generated method stub
35. return null;
36. }
37. }

2.3.3 shiro-realm.ini

[html] view plain copy print?

1. [main]
2. #自定义 realm
3. customRealm=com.sihai.shiro.authentication.realm.CustomRealm1
4. #将realm设置到securityManager
5. securityManager.realms=$customRealm

2.3.4 测试代码

测试代码同入门程序，将ini的地址修改为shiro-realm.ini。

分别模拟账号不存在、密码错误、账号和密码正确进行测试。

2.4 散列算法

散列算法一般用于生成一段文本的摘要信息，散列算法不可逆，将内容可以生成摘要，无法将摘要转成原始内容。散列算法常用于对密码进行散列，常用的散列算法有MD5、SHA。

一般散列算法需要提供一个salt（盐）与原始内容生成摘要信息，这样做的目的是为了安全性，比如：111111的md5值是：96e79218965eb72c92a549dd5a330112，拿着“96e79218965eb72c92a549dd5a330112”去md5破解网站很容易进行破解，如果要是对111111和salt（盐，一个随机数）进行散列，这样虽然密码都是111111加不同的盐会生成不同的散列值。

2.4.1 例子

[java] view plain copy print?

1. //md5加密，不加盐
2. String password_md5 = new Md5Hash("111111").toString();
3. System.out.println("md5加密，不加盐="+password_md5);
4. //md5加密，加盐，一次散列
5. String password_md5_sale_1 = new Md5Hash("111111", "eteokues", 1).toString();
6. System.out.println("password_md5_sale_1="+password_md5_sale_1);
7. String password_md5_sale_2 = new Md5Hash("111111", "uiwueylm", 1).toString();
8. System.out.println("password_md5_sale_2="+password_md5_sale_2);
9. //两次散列相当于md5(md5())
10. //使用SimpleHash
11. String simpleHash = new SimpleHash("MD5", "111111", "eteokues",1).toString();
12. System.out.println(simpleHash);

2.4.2 在realm中使用

实际应用是将盐和散列后的值存在数据库中，自动realm从数据库取出盐和加密后的值由shiro完成密码校验。

2.4.2.1 自定义realm

[java] view plain copy print?

1. @Override
2. protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(
3. AuthenticationToken token) throws AuthenticationException {
4. //用户账号
5. String username = (String) token.getPrincipal();
6. //根据用户账号从数据库取出盐和加密后的值
7. //..这里使用静态数据
8. //如果根据账号没有找到用户信息则返回null，shiro抛出异常“账号不存在”
9. //按照固定规则加密码结果 ，此密码 要在数据库存储，原始密码 是111111，盐是eteokues
10. String password = "cb571f7bd7a6f73ab004a70322b963d5";
11. //盐，随机数，此随机数也在数据库存储
12. String salt = "eteokues";
13. //返回认证信息
14. SimpleAuthenticationInfo simpleAuthenticationInfo = new SimpleAuthenticationInfo(
15. username, password, ByteSource.Util.bytes(salt),getName());
16. return simpleAuthenticationInfo;
17. }

2.4.2.2 realm配置

配置shiro-cryptography.ini

[html] view plain copy print?

1. [main]
2. #定义凭证匹配器
3. credentialsMatcher=org.apache.shiro.authc.credential.HashedCredentialsMatcher
4. #散列算法
5. credentialsMatcher.hashAlgorithmName=md5
6. #散列次数
7. credentialsMatcher.hashIterations=1
8. #将凭证匹配器设置到realm
9. customRealm=com.sihai.shiro.authentication.realm.CustomRealm2
10. customRealm.credentialsMatcher=$credentialsMatcher
11. securityManager.realms=$customRealm

2.4.2.3 测试代码

测试代码同上个章节，注意修改ini路径。