当前位置: 欣欣网 > 码农

万字长文,实例分析角色权限控制

2024-03-20码农

架构师(JiaGouX)

我们都是架构师!
架构未来,你来不来?

RBAC权限分析

RBAC 全称为基于角色的权限控制,本文将会从什么是RBAC,模型分类,什么是权限,用户组的使用,实例分析等几个方面阐述RBAC

思维导图



什么是RBAC

实例分析等几个方面阐述RBAC

RBAC 全称为用户角色权限控制,通过角色关联用户,角色关联权限,这种方式,间阶的赋予用户的权限,如下图所示

对于通常的系统而言,存在多个用户具有相同的权限,在分配的时候,要为指定的用户分配相关的权限,修改的时候也要依次的对这几个用户的权限进行修改,有了角色这个权限,在修改权限的时候,只需要对角色进行修改,就可以实现相关的权限的修改。这样做增加了效率,减少了权限漏洞的发生。

模型分类


对于RBAC模型来说,分为以下几个模型 分别是RBAC0,RBAC1,RBAC2,RBAC3,这四个模型,这段将会依次介绍这四个模型,其中最常用的模型有RBAC0.

  • RBAC0

  • RBAC0是最简单的RBAC模型,这里面包含了两种。

  • 用户和角色是多对一的关系 ,即一个用户只充当一种角色,一个角色可以有多个角色的担当。

  • 用户和角色是多对多的关系 ,即,一个用户可以同时充当多个角色,一个角色可以有多个用户。


  • 此系统功能单一,人员较少,这里举个栗子,张三既是行政,也负责财务,此时张三就有俩个权限,分别是行政权限,和财务权限两个部分。

  • RBAC1

  • 相对于RBAC0模型来说,增加了子角色,引入了继承的概念。

  • RBAC2 模型

  • 这里RBAC2模型,在RBAC0模型的基础上,增加了一些功能,以及限制

  • 角色互斥

    即,同一个用户不能拥有两个互斥的角色,举个例子,在财务系统中,一个用户不能拥有会计员和审计这两种角色。

  • 基数约束

    即,用一个角色,所拥有的成员是固定的,例如对于CEO这种角色,同一个角色,也只能有一个用户。

  • 先决条件

    即,对于该角色来说,如果想要获得更高的角色,需要先获取低一级别的角色。举个栗子,对于副总经理和经理这两个权限来说,需要先有副总经理权限,才能拥有经理权限,其中副总经理权限是经理权限的先决条件。

  • 运行时互斥

    即,一个用户可以拥有两个角色,但是这俩个角色不能同时使用,需要切换角色才能进入另外一个角色。举个栗子,对于总经理和专员这两个角色,系统只能在一段时间,拥有其一个角色,不能同时对这两种角色进行操作。

  • RBAC3模型

  • 即,RBAC1,RBAC2,两者模型全部累计,称为统一模型。

    什么是权限

    权限是资源的集合,这里的资源指的是软件中的所有的内容,即,对页面的操作权限,对页面的访问权限,对数据的增删查改的权限。举个栗子。对于下图中的系统而言,


    拥有,计划管理,客户管理,合同管理,出入库通知单管理,粮食安全追溯,粮食统计查询,设备管理这几个页面,对这几个页面的访问,以及是否能够访问到菜单,都属于权限。

    用户组的使用

    对于用户组来说,是把众多的用户划分为一组,进行批量授予角色,即,批量授予权限。 举个栗子,对于部门来说,一个部门拥有一万多个员工,这些员工都拥有相同的角色,如果没有用户组,可能需要一个个的授予相关的角色,在拥有了用户组以后,只需要,把这些用户全部划分为一组,然后对该组设置授予角色,就等同于对这些用户授予角色。

    优点:减少工作量,便于理解,增加多级管理,等。


    SpringSecurity 简单使用



    首先添加依赖

    <dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
    </dependency>

    然后添加相关的访问接口

    packagecom.example.demo.web;
    importorg.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
    importorg.springframework.web.bind.annotation.RestController;
    @RestController
    @RequestMapping("/test")
    public class Test {
    @RequestMapping("/test")
    public String test(){
    return "test";
    }
    }

    最后启动项目,在日志中查看相关的密码

    访问接口,可以看到相关的登录界面

    输入用户名和相关的密码

    用户名:user
    密码 984cccf2-ba82-468e-a404-7d32123d0f9c

    登录成功

    增加用户名和密码


    在配置文件中,书写相关的登录和密码

    spring:
    security:
    user:
    name: ming
    password123456
    roles: admin

    在登录页面,输入用户名和密码,即可正常登录

    基于内存的认证


    需要自定义类继承 WebSecurityConfigurerAdapter 代码如下

    packagecom.example.demo.config;
    importorg.springframework.context.annotation.Bean;
    importorg.springframework.context.annotation.Configuration;
    importorg.springframework.security.config.annotation.authentication.builders.AuthenticationManagerBuilder;
    importorg.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfigurerAdapter;
    importorg.springframework.security.crypto.password.NoOpPasswordEncoder;
    importorg.springframework.security.crypto.password.PasswordEncoder;
    @Configuration
    public class MyWebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
    @Bean
    PasswordEncoder passwordEncoder(){
    returnNoOpPasswordEncoder.getInstance();
    }
    @Override
    protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
    auth.inMemoryAuthentication()
    .withUser("admin").password("123").roles("admin");
    }
    }


    即,配置的用户名为admin,密码为123,角色为admin

    HttpSecurity


    这里对一些方法进行拦截

    package com.ming.demo.interceptor;
    import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
    import org.springframework.context.annotation.Bean;
    import org.springframework.context.annotation.Configuration;
    import org.springframework.http.HttpMethod;
    import org.springframework.security.config.annotation.authentication.builders.AuthenticationManagerBuilder;
    import org.springframework.security.config.annotation.method.configuration.EnableGlobalMethodSecurity;
    import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity;
    import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.EnableWebSecurity;
    import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfigurerAdapter;
    import org.springframework.security.crypto.bcrypt.BCryptPasswordEncoder;
    import org.springframework.security.crypto.password.PasswordEncoder;
    import org.springframework.security.web.authentication.rememberme.TokenBasedRememberMeServices;
    @Configuration
    @EnableWebSecurity
    public classSecurityConfigextendsWebSecurityConfigurerAdapter{
    //基于内存的用户存储
    @Override
    publicvoidconfigure(AuthenticationManagerBuilder auth)throws Exception {
    auth.inMemoryAuthentication()
    .withUser("itguang").password("123456").roles("USER").and()
    .withUser("admin").password("{noop}" + "123456").roles("ADMIN");
    }
    //请求拦截
    @Override
    protectedvoidconfigure(HttpSecurity http)throws Exception {
    http.authorizeRequests()
    .anyRequest().permitAll()
    .and()
    .formLogin()
    .permitAll()
    .and()
    .logout()
    .permitAll();
    }
    }



    即,这里完成了对所有的方法访问的拦截。



    SpringSecurity 集成JWT



    这是一个小demo,目的,登录以后返回jwt生成的token

    导入依赖

    添加web依赖

    导入JWT和Security依赖

    <!-- https://mvnrepository.com/artifact/io.jsonwebtoken/jjwt -->
    <dependency>
    <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
    <artifactId>jjwt</artifactId>
    <version>0.9.1</version>
    </dependency>
    <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.springframework.boot/spring-boot-starter-security -->
    <dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
    <version>2.3.1.RELEASE</version>
    </dependency>

    创建一个JwtUser实现UserDetails

    创建 一个相关的JavaBean

    package com.example.demo;
    import org.springframework.security.core.GrantedAuthority;
    import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetails;
    import java.util.Collection;
    public classJwtUserimplementsUserDetails{
    private String username;
    private String password;
    private Integer state;
    private Collection<? extends GrantedAuthority> authorities;
    publicJwtUser(){
    }
    publicJwtUser(String username, String password, Integer state, Collection<? extends GrantedAuthority> authorities){
    this.username = username;
    this.password = password;
    this.state = state;
    this.authorities = authorities;
    }
    @Override
    public Collection<? extends GrantedAuthority> getAuthorities() {
    return authorities;
    }
    @Override
    public String getPassword(){
    returnthis.password;
    }
    @Override
    public String getUsername(){
    returnthis.username;
    }
    @Override
    publicbooleanisAccountNonExpired(){
    returntrue;
    }
    @Override
    publicbooleanisAccountNonLocked(){
    returntrue;
    }
    @Override
    publicbooleanisCredentialsNonExpired(){
    returntrue;
    }
    @Override
    publicbooleanisEnabled(){
    returntrue;
    }
    }











    编写工具类生成令牌

    编写工具类,用来生成token,以及刷新token,以及验证token

    package com.example.demo;
    import io.jsonwebtoken.Claims;
    import io.jsonwebtoken.Jwts;
    import io.jsonwebtoken.SignatureAlgorithm;
    import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetails;
    import java.io.Serializable;
    import java.util.Date;
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Map;
    public class JwtTokenUtil implements Serializable {
    privateString secret;
    private Long expiration;
    privateString header;
    privateString generateToken(Map<StringObject> claims) {
    Date expirationDate = newDate(System.currentTimeMillis() + expiration);
    return Jwts.builder().setClaims(claims).setExpiration(expirationDate).signWith(SignatureAlgorithm.HS512, secret).compact();
    }
    private Claims getClaimsFromToken(String token) {
    Claims claims;
    try {
    claims = Jwts.parser().setSigningKey(secret).parseClaimsJws(token).getBody();
    catch (Exception e) {
    claims = null;
    }
    return claims;
    }
    publicString generateToken(UserDetails userDetails) {
    Map<StringObject> claims = new HashMap<>(2);
    claims.put("sub", userDetails.getUsername());
    claims.put("created"newDate());
    return generateToken(claims);
    }
    publicString getUsernameFromToken(String token) {
    String username;
    try {
    Claims claims = getClaimsFromToken(token);
    username = claims.getSubject();
    catch (Exception e) {
    username = null;
    }
    return username;
    }
    publicBoolean isTokenExpired(String token) {
    try {
    Claims claims = getClaimsFromToken(token);
    Date expiration = claims.getExpiration();
    return expiration.before(newDate());
    catch (Exception e) {
    returnfalse;
    }
    }
    publicString refreshToken(String token) {
    String refreshedToken;
    try {
    Claims claims = getClaimsFromToken(token);
    claims.put("created"newDate());
    refreshedToken = generateToken(claims);
    catch (Exception e) {
    refreshedToken = null;
    }
    return refreshedToken;
    }
    publicBoolean validateToken(String token, UserDetails userDetails) {
    JwtUser user = (JwtUser) userDetails;
    String username = getUsernameFromToken(token);
    return (username.equals(user.getUsername()) && !isTokenExpired(token));
    }
    }


















    编写拦截器

    编写Filter 用来检测JWT

    package com.example.demo;
    import org.apache.commons.lang.StringUtils;
    import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
    import org.springframework.security.authentication.UsernamePasswordAuthenticationToken;
    import org.springframework.security.core.context.SecurityContextHolder;
    import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetails;
    import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetailsService;
    import org.springframework.security.web.authentication.WebAuthenticationDetailsSource;
    import org.springframework.stereotype.Component;
    import org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter;
    import javax.servlet.FilterChain;
    import javax.servlet.ServletException;
    import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
    import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
    import java.io.IOException;
    @Component
    public classJwtAuthenticationTokenFilterextendsOncePerRequestFilter{
    @Autowired
    private UserDetailsService userDetailsService;
    @Autowired
    private JwtTokenUtil jwtTokenUtil;
    @Override
    protectedvoiddoFilterInternal(HttpServletRequest httpServletRequest, HttpServletResponse httpServletResponse, FilterChain filterChain)throws ServletException, IOException {
    String authHeader = httpServletRequest.getHeader(jwtTokenUtil.getHeader());
    if (authHeader != null && StringUtils.isNotEmpty(authHeader)) {
    String username = jwtTokenUtil.getUsernameFromToken(authHeader);
    if (username != null && SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication() == null) {
    UserDetails userDetails = this.userDetailsService.loadUserByUsername(username);
    if (jwtTokenUtil.validateToken(authHeader, userDetails)) {
    UsernamePasswordAuthenticationToken authentication =
    new UsernamePasswordAuthenticationToken(userDetails,null,userDetails.getAuthorities());
    authentication.setDetails(new WebAuthenticationDetailsSource().buildDetails(httpServletRequest));
    SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authentication);
    }
    }
    }
    filterChain.doFilter(httpServletRequest, httpServletResponse);
    }
    }





    编写userDetailsService的实现类

    在上方代码中,编写userDetailsService,类,实现其验证过程

    package com.example.demo;
    import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
    import org.springframework.security.core.authority.SimpleGrantedAuthority;
    import org.springframework.security.core.userdetails.User;
    import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetails;
    import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetailsService;
    import org.springframework.security.core.userdetails.UsernameNotFoundException;
    import org.springframework.stereotype.Service;
    import javax.management.relation.Role;
    import java.util.List;
    @Service
    public classJwtUserDetailsServiceImplimplementsUserDetailsService{
    @Autowired
    private UserMapper userMapper;
    @Override
    public UserDetails loadUserByUsername(String s)throws UsernameNotFoundException {
    User user = userMapper.selectByUserName(s);
    if (user == null) {
    thrownew UsernameNotFoundException(String.format("'%s'.这个用户不存在", s));
    }
    List<SimpleGrantedAuthority> collect = user.getRoles().stream().map(Role::getRolename).map(SimpleGrantedAuthority::new).collect(Collectors.toList());
    returnnew JwtUser(user.getUsername(), user.getPassword(), user.getState(), collect);
    }
    }





    编写登录

    编写登录业务的实现类 其login方法会返回一个JWTUtils 的token

    @Service
    public classUserServiceImplimplementsUserService{
    @Autowired
    private UserMapper userMapper;
    @Autowired
    private AuthenticationManager authenticationManager;
    @Autowired
    private UserDetailsService userDetailsService;
    @Autowired
    private JwtTokenUtil jwtTokenUtil;
    public User findByUsername(String username){
    User user = userMapper.selectByUserName(username);
    return user;
    }
    public RetResult login(String username, String password)throws AuthenticationException {
    UsernamePasswordAuthenticationToken upToken = new UsernamePasswordAuthenticationToken(username, password);
    final Authentication authentication = authenticationManager.authenticate(upToken);
    SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authentication);
    UserDetails userDetails = userDetailsService.loadUserByUsername(username);
    returnnew RetResult(RetCode.SUCCESS.getCode(),jwtTokenUtil.generateToken(userDetails));
    }
    }






    最后配置Config


    @EnableGlobalMethodSecurity(prePostEnabled = true)
    @EnableWebSecurity
    public classWebSecurityextendsWebSecurityConfigurerAdapter{
    @Autowired
    private UserDetailsService userDetailsService;
    @Autowired
    private JwtAuthenticationTokenFilter jwtAuthenticationTokenFilter;
    @Autowired
    publicvoidconfigureAuthentication(AuthenticationManagerBuilder authenticationManagerBuilder)throws Exception {
    authenticationManagerBuilder.userDetailsService(this.userDetailsService).passwordEncoder(passwordEncoder());
    }
    @Bean(name = BeanIds.AUTHENTICATION_MANAGER)
    @Override
    public AuthenticationManager authenticationManagerBean()throws Exception {
    returnsuper.authenticationManagerBean();
    }
    @Bean
    public PasswordEncoder passwordEncoder(){
    returnnew BCryptPasswordEncoder();
    }
    @Override
    protectedvoidconfigure(HttpSecurity http)throws Exception {
    http.csrf().disable().sessionManagement().sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS)
    .and().authorizeRequests()
    .antMatchers(HttpMethod.OPTIONS, "/**").permitAll()
    .antMatchers("/auth/**").permitAll()
    .anyRequest().authenticated()
    .and().headers().cacheControl();
    http.addFilterBefore(jwtAuthenticationTokenFilter, UsernamePasswordAuthenticationFilter. class);
    ExpressionUrlAuthorizationConfigurer<HttpSecurity>.ExpressionInterceptUrlRegistry registry = http.authorizeRequests();
    registry.requestMatchers(CorsUtils::isPreFlightRequest).permitAll();
    }
    @Bean
    public CorsFilter corsFilter(){
    final UrlBasedCorsConfigurationSource urlBasedCorsConfigurationSource = new UrlBasedCorsConfigurationSource();
    final CorsConfiguration cors = new CorsConfiguration();
    cors.setAllowCredentials(true);
    cors.addAllowedOrigin("*");
    cors.addAllowedHeader("*");
    cors.addAllowedMethod("*");
    urlBasedCorsConfigurationSource.registerCorsConfiguration("/**", cors);
    returnnew CorsFilter(urlBasedCorsConfigurationSource);
    }
    }












    运行,返回token

    运行,返回结果为token

    SpringSecurity JSON登录


    这里配置SpringSecurity之JSON登录

    这里需要重写UsernamePasswordAnthenticationFilter类,以及配置SpringSecurity

    重写UsernamePasswordAnthenticationFilter

    public classCustomAuthenticationFilterextendsUsernamePasswordAuthenticationFilter{
    @Override
    public Authentication attemptAuthentication(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)throws AuthenticationException {
    //attempt Authentication when Content-Type is json
    if(request.getContentType().equals(MediaType.APPLICATION_JSON_UTF8_VALUE)
    ||request.getContentType().equals(MediaType.APPLICATION_JSON_VALUE)){
    //use jackson to deserialize json
    ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
    UsernamePasswordAuthenticationToken authRequest = null;
    try (InputStream is = request.getInputStream()){
    AuthenticationBean authenticationBean = mapper.readValue(is,AuthenticationBean. class);
    authRequest = new UsernamePasswordAuthenticationToken(
    authenticationBean.getUsername(), authenticationBean.getPassword());
    }catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
    authRequest = new UsernamePasswordAuthenticationToken(
    """");
    }finally {
    setDetails(request, authRequest);
    returnthis.getAuthenticationManager().authenticate(authRequest);
    }
    }
    //transmit it to UsernamePasswordAuthenticationFilter
    else {
    returnsuper.attemptAuthentication(request, response);
    }
    }
    }



    配置SecurityConfig

    @Override
    protectedvoidconfigure(HttpSecurity http)throws Exception {
    http
    .cors().and()
    .antMatcher("/**").authorizeRequests()
    .antMatchers("/""/login**").permitAll()
    .anyRequest().authenticated()
    //这里必须要写formLogin(),不然原有的UsernamePasswordAuthenticationFilter不会出现,也就无法配置我们重新的UsernamePasswordAuthenticationFilter
    .and().formLogin().loginPage("/")
    .and().csrf().disable();
    //用重写的Filter替换掉原有的UsernamePasswordAuthenticationFilter
    http.addFilterAt(customAuthenticationFilter(),
    UsernamePasswordAuthenticationFilter. class);
    }
    //注册自定义的UsernamePasswordAuthenticationFilter
    @Bean
    CustomAuthenticationFilter customAuthenticationFilter()throws Exception {
    CustomAuthenticationFilter filter = new CustomAuthenticationFilter();
    filter.setAuthenticationSuccessHandler(new SuccessHandler());
    filter.setAuthenticationFailureHandler(new FailureHandler());
    filter.setFilterProcessesUrl("/login/self");
    //这句很关键,重用WebSecurityConfigurerAdapter配置的AuthenticationManager,不然要自己组装AuthenticationManager
    filter.setAuthenticationManager(authenticationManagerBean());
    return filter;
    }


    这样就完成使用json登录SpringSecurity

    Spring Security 密码加密方式


    需要在Config 类中配置如下内容

    /**
    * 密码加密
    */

    @Bean
    public BCryptPasswordEncoder passwordEncoder()
    {
    returnnew BCryptPasswordEncoder();
    }

    即,使用此方法,对密码进行加密, 在业务层的时候,使用此加密的方法

    @Service
    @Transactional
    public classUserServiceImplimplementsUserService{
    @Resource
    private UserRepository userRepository;
    @Resource
    private BCryptPasswordEncoder bCryptPasswordEncoder; //注入bcryct加密
    @Override
    public User add(User user){
    user.setPassword(bCryptPasswordEncoder.encode(user.getPassword())); //对密码进行加密
    User user2 = userRepository.save(user);
    return user2;
    }
    @Override
    public ResultInfo login(User user){
    ResultInfo resultInfo=new ResultInfo();
    User user2 = userRepository.findByName(user.getName());
    if (user2==null) {
    resultInfo.setCode("-1");
    resultInfo.setMessage("用户名不存在");
    return resultInfo;
    }
    //判断密码是否正确
    if (!bCryptPasswordEncoder.matches(user.getPassword(),user2.getPassword())) {
    resultInfo.setCode("-1");
    resultInfo.setMessage("密码不正确");
    return resultInfo;
    }
    resultInfo.setMessage("登录成功");
    return resultInfo;
    }
    }


    即,使用BCryptPasswordEncoder 对密码进行加密,保存数据库


    使用数据库认证



    这里使用数据库认证SpringSecurity

    设计数据表

    这里设计数据表

    着重配置SpringConfig

    @Configurable
    public classWebSecurityConfigextendsWebSecurityConfigurerAdapter{
    @Autowired
    private UserService userService; // service 层注入
    @Bean
    PasswordEncoder passwordEncoder(){
    returnnew BCryptPasswordEncoder();
    }
    @Override
    protectedvoidconfigure(AuthenticationManagerBuilder auth)throws Exception {
    // 参数传入Service,进行验证
    auth.userDetailsService(userService);
    }
    @Override
    protectedvoidconfigure(HttpSecurity http)throws Exception {
    http.authorizeRequests()
    .antMatchers("/admin/**").hasRole("admin")
    .anyRequest().authenticated()
    .and()
    .formLogin()
    .loginProcessingUrl("/login").permitAll()
    .and()
    .csrf().disable();
    }
    }


    这里着重配置SpringConfig


    小结


    着重讲解了RBAC的权限配置,以及简单的使用SpringSecurity,以及使用SpringSecurity + JWT 完成前后端的分离,以及配置json登录,和密码加密方式。

    如喜欢本文,请点击右上角,把文章分享到朋友圈
    如有想了解学习的技术点,请留言给若飞安排分享

    因公众号更改推送规则,请点「在看」并加「星标」 第一时间获取精彩技术分享

    ·END·

    相关阅读:

    作者:小小____

    来源:https://segmentfault.com/a/1190000023052493

    版权申明:内容来源网络,仅供学习研究,版权归原创者所有。如有侵权烦请告知,我们会立即删除并表示歉意。谢谢!

    架构师

    我们都是架构师!

    关注 架构师(JiaGouX),添加「星标」

    获取每天技术干货,一起成为牛逼架构师

    技术群请 加若飞: 1321113940 进架构师群

    投稿、合作、版权等邮箱: [email protected]