萬字長文，例項分析角色許可權控制

RBAC許可權分析

RBAC 全稱為基於角色的許可權控制，本文將會從什麽是RBAC，模型分類，什麽是許可權，使用者組的使用，例項分析等幾個方面闡述RBAC

思維導圖

什麽是RBAC

例項分析等幾個方面闡述RBAC

RBAC 全稱為使用者角色許可權控制，透過角色關聯使用者，角色關聯許可權，這種方式，間階的賦予使用者的許可權，如下圖所示

對於通常的系統而言，存在多個使用者具有相同的許可權，在分配的時候，要為指定的使用者分配相關的許可權，修改的時候也要依次的對這幾個使用者的許可權進行修改，有了角色這個許可權，在修改許可權的時候，只需要對角色進行修改，就可以實作相關的許可權的修改。這樣做增加了效率，減少了許可權漏洞的發生。

模型分類

對於RBAC模型來說，分為以下幾個模型 分別是RBAC0，RBAC1，RBAC2，RBAC3，這四個模型，這段將會依次介紹這四個模型，其中最常用的模型有RBAC0.

RBAC0是最簡單的RBAC模型，這裏麵包含了兩種。

此系統功能單一，人員較少，這裏舉個栗子，張三既是行政，也負責財務，此時張三就有倆個許可權，分別是行政許可權，和財務許可權兩個部份。

相對於RBAC0模型來說，增加了子角色，引入了繼承的概念。

這裏RBAC2模型，在RBAC0模型的基礎上，增加了一些功能，以及限制

即，RBAC1，RBAC2，兩者模型全部累計，稱為統一模型。

什麽是許可權

許可權是資源的集合，這裏的資源指的是軟體中的所有的內容，即，對頁面的操作許可權，對頁面的存取許可權，對數據的增刪查改的許可權。舉個栗子。對於下圖中的系統而言，

擁有，計劃管理，客戶管理，合約管理，出入庫通知單管理，糧食安全追溯，糧食統計查詢，裝置管理這幾個頁面，對這幾個頁面的存取，以及是否能夠存取到選單，都屬於許可權。

使用者組的使用

對於使用者組來說，是把眾多的使用者劃分為一組，進行批次授予角色，即，批次授予許可權。 舉個栗子，對於部門來說，一個部門擁有一萬多個員工，這些員工都擁有相同的角色，如果沒有使用者組，可能需要一個個的授予相關的角色，在擁有了使用者組以後，只需要，把這些使用者全部劃分為一組，然後對該組設定授予角色，就等同於對這些使用者授予角色。

優點：減少工作量，便於理解，增加多級管理，等。

SpringSecurity 簡單使用

首先添加依賴

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

然後添加相關的存取介面

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";
}
}



最後啟動計畫，在日誌中檢視相關的密碼

存取介面，可以看到相關的登入界面

輸入使用者名稱和相關的密碼

使用者名稱：user
密碼 984cccf2-ba82-468e-a404-7d32123d0f9c

增加使用者名稱和密碼

在配置檔中，書寫相關的登入和密碼

spring:
security:
user:
name: ming
password: 123456
roles: admin

在登入頁面，輸入使用者名稱和密碼，即可正常登入

基於記憶體的認證

需要自訂類繼承 WebSecurityConfigurerAdapter 程式碼如下

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，配置的使用者名稱為admin，密碼為123，角色為admin

HttpSecurity

這裏對一些方法進行攔截

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{
//基於記憶體的使用者儲存
@Override
publicvoidconfigure(AuthenticationManagerBuilder auth)throws Exception {
auth.inMemoryAuthentication()
.withUser("itguang").password("123456").roles("USER").and()
.withUser("admin").password("{noop}" + "123456").roles("ADMIN");
}
//請求攔截
@Override
protectedvoidconfigure(HttpSecurity http)throws Exception {
http.authorizeRequests()
.anyRequest().permitAll()
.and()
.formLogin()
.permitAll()
.and()
.logout()
.permitAll();
}
}





即，這裏完成了對所有的方法存取的攔截。

SpringSecurity 整合JWT

這是一個小demo，目的，登入以後返回jwt生成的token

匯入依賴

添加web依賴

匯入JWT和Security依賴

<!-- 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>

建立一個JwtUser實作UserDetails

建立 一個相關的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;
}
}













編寫工具類生成令牌

編寫工具類，用來生成token，以及重新整理token，以及驗證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<String, Object> 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<String, Object> 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));
}
}




















編寫攔截器

編寫Filter 用來檢測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);
}
}







編寫userDetailsService的實作類

在上方程式碼中，編寫userDetailsService，類，實作其驗證過程

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'.這個使用者不存在", 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);
}
}







編寫登入

編寫登入業務的實作類 其login方法會返回一個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));
}
}








最後配置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);
}
}














執行，返回token

執行，返回結果為token

SpringSecurity JSON登入

這裏配置SpringSecurity之JSON登入

這裏需要重寫UsernamePasswordAnthenticationFilter類，以及配置SpringSecurity

重寫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()
//這裏必須要寫formLogin()，不然原有的UsernamePasswordAuthenticationFilter不會出現，也就無法配置我們重新的UsernamePasswordAuthenticationFilter
.and().formLogin().loginPage("/")
.and().csrf().disable();
//用重寫的Filter替換掉原有的UsernamePasswordAuthenticationFilter
http.addFilterAt(customAuthenticationFilter(),
UsernamePasswordAuthenticationFilter. class);
}
//註冊自訂的UsernamePasswordAuthenticationFilter
@Bean
CustomAuthenticationFilter customAuthenticationFilter()throws Exception {
CustomAuthenticationFilter filter = new CustomAuthenticationFilter();
filter.setAuthenticationSuccessHandler(new SuccessHandler());
filter.setAuthenticationFailureHandler(new FailureHandler());
filter.setFilterProcessesUrl("/login/self");
//這句很關鍵，重用WebSecurityConfigurerAdapter配置的AuthenticationManager，不然要自己組裝AuthenticationManager
filter.setAuthenticationManager(authenticationManagerBean());
return filter;
}




這樣就完成使用json登入SpringSecurity

Spring Security 密碼加密方式

需要在Config 類中配置如下內容

/**
* 密碼加密
*/
@Bean
public BCryptPasswordEncoder passwordEncoder(){
returnnew BCryptPasswordEncoder();
}

即，使用此方法，對密碼進行加密， 在業務層的時候，使用此加密的方法

@Service
@Transactional
public classUserServiceImplimplementsUserService{
@Resource
private UserRepository userRepository;
@Resource
private BCryptPasswordEncoder bCryptPasswordEncoder; //註入bcryct加密
@Override
public User add(User user){
user.setPassword(bCryptPasswordEncoder.encode(user.getPassword())); //對密碼進行加密
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("使用者名稱不存在");
return resultInfo;
}
//判斷密碼是否正確
if (!bCryptPasswordEncoder.matches(user.getPassword(),user2.getPassword())) {
resultInfo.setCode("-1");
resultInfo.setMessage("密碼不正確");
return resultInfo;
}
resultInfo.setMessage("登入成功");
return resultInfo;
}
}




即，使用BCryptPasswordEncoder 對密碼進行加密，保存資料庫

使用資料庫認證

這裏使用資料庫認證SpringSecurity

設計數據表

這裏設計數據表

著重配置SpringConfig

@Configurable
public classWebSecurityConfigextendsWebSecurityConfigurerAdapter{
@Autowired
private UserService userService; // service 層註入
@Bean
PasswordEncoder passwordEncoder(){
returnnew BCryptPasswordEncoder();
}
@Override
protectedvoidconfigure(AuthenticationManagerBuilder auth)throws Exception {
// 參數傳入Service，進行驗證
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();
}
}




這裏著重配置SpringConfig

小結

著重講解了RBAC的許可權配置，以及簡單的使用SpringSecurity，以及使用SpringSecurity + JWT 完成前後端的分離，以及配置json登入，和密碼加密方式。

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作者：小小____

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

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