Shiro學習之身份驗證

阿新 • • 發佈：2017-12-11

druid 進行 out 總結文件 sele path iss .get

身份驗證，即在應用中誰能證明他就是他本人。一般提供如他們的身份ID一些標識信息來表明他就是他本人，如提供身份證，用戶名/密碼來證明。

在shiro中，用戶需要提供principals （身份）和credentials（證明）給shiro，從而應用能驗證用戶身份：

principals：身份，即主體的標識屬性，可以是任何東西，如用戶名、郵箱等，唯一即可。一個主體可以有多個principals，但只有一個Primary principals，一般是用戶名/密碼/手機號。

credentials：證明/憑證，即只有主體知道的安全值，如密碼/數字證書等。

最常見的principals和credentials組合就是用戶名/密碼了。接下來先進行一個基本的身份認證。

另外兩個相關的概念是之前提到的Subject及Realm，分別是主體及驗證主體的數據源.

2.2 環境準備

本文使用Maven構建，因此需要一點Maven知識。首先準備環境依賴：

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>junit</groupId>
        <artifactId>junit</artifactId>
        <version>4.9</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>commons-logging</groupId>
        <artifactId>commons-logging</artifactId>
        <version>1.1.3</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.apache.shiro</groupId>
        <artifactId>shiro-core</artifactId>
        <version>1.2.2</version>
    </dependency>
</dependencies>&nbsp;

添加junit、common-logging及shiro-core依賴即可。

2.3 登錄/退出

1、首先準備一些用戶身份/憑據（shiro.ini）

[users]
zhang=123
wang=123

此處使用ini配置文件，通過[users]指定了兩個主體：zhang/123、wang/123。

2、測試用例（com.github.zhangkaitao.shiro.chapter2.LoginLogoutTest）

@Test
public void testHelloworld() {
    //1、獲取SecurityManager工廠，此處使用Ini配置文件初始化SecurityManager 

    Factory<org.apache.shiro.mgt.SecurityManager> factory =
            new IniSecurityManagerFactory("classpath:shiro.ini");
    //2、得到SecurityManager實例 並綁定給SecurityUtils
    org.apache.shiro.mgt.SecurityManager securityManager = factory.getInstance();
    SecurityUtils.setSecurityManager(securityManager);
    //3、得到Subject及創建用戶名/密碼身份驗證Token（即用戶身份/憑證）
    Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
    UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken("zhang", "123");

    try {
        //4、登錄，即身份驗證
        subject.login(token);
    } catch (AuthenticationException e) {
        //5、身份驗證失敗
    }

    Assert.assertEquals(true, subject.isAuthenticated()); //斷言用戶已經登錄

    //6、退出
    subject.logout();
}
&nbsp;

2.1、首先通過new IniSecurityManagerFactory並指定一個ini配置文件來創建一個SecurityManager工廠；

2.2、接著獲取SecurityManager並綁定到SecurityUtils，這是一個全局設置，設置一次即可；

2.3、通過SecurityUtils得到Subject，其會自動綁定到當前線程；如果在web環境在請求結束時需要解除綁定；然後獲取身份驗證的Token，如用戶名/密碼；

2.4、調用subject.login方法進行登錄，其會自動委托給SecurityManager.login方法進行登錄；

2.5、如果身份驗證失敗請捕獲AuthenticationException或其子類，常見的如： DisabledAccountException（禁用的帳號）、LockedAccountException（鎖定的帳號）、UnknownAccountException（錯誤的帳號）、ExcessiveAttemptsException（登錄失敗次數過多）、IncorrectCredentialsException （錯誤的憑證）、ExpiredCredentialsException（過期的憑證）等，具體請查看其繼承關系；對於頁面的錯誤消息展示，最好使用如“用戶名/密碼錯誤”而不是“用戶名錯誤”/“密碼錯誤”，防止一些惡意用戶非法掃描帳號庫；

2.6、最後可以調用subject.logout退出，其會自動委托給SecurityManager.logout方法退出.

從如上代碼可總結出身份驗證的步驟：

1、收集用戶身份/憑證，即如用戶名/密碼；

2、調用Subject.login進行登錄，如果失敗將得到相應的AuthenticationException異常，根據異常提示用戶錯誤信息；否則登錄成功；

3、最後調用Subject.logout進行退出操作。

如上測試的幾個問題：

1、用戶名/密碼硬編碼在ini配置文件，以後需要改成如數據庫存儲，且密碼需要加密存儲；

2、用戶身份Token可能不僅僅是用戶名/密碼，也可能還有其他的，如登錄時允許用戶名/郵箱/手機號同時登錄

2.4 身份認證流程

技術分享圖片

流程如下：

1、首先調用Subject.login(token)進行登錄，其會自動委托給Security Manager，調用之前必須通過SecurityUtils. setSecurityManager()設置；

2、SecurityManager負責真正的身份驗證邏輯；它會委托給Authenticator進行身份驗證；

3、Authenticator才是真正的身份驗證者，Shiro API中核心的身份認證入口點，此處可以自定義插入自己的實現；

4、Authenticator可能會委托給相應的AuthenticationStrategy進行多Realm身份驗證，默認ModularRealmAuthenticator會調用AuthenticationStrategy進行多Realm身份驗證；

5、Authenticator會把相應的token傳入Realm，從Realm獲取身份驗證信息，如果沒有返回/拋出異常表示身份驗證失敗了。此處可以配置多個Realm，將按照相應的順序及策略進行訪問。

2.5 Realm

Realm：域，Shiro從從Realm獲取安全數據（如用戶、角色、權限），就是說SecurityManager要驗證用戶身份，那麽它需要從Realm獲取相應的用戶進行比較以確定用戶身份是否合法；也需要從Realm得到用戶相應的角色/權限進行驗證用戶是否能進行操作；可以把Realm看成DataSource，即安全數據源。如我們之前的ini配置方式將使用org.apache.shiro.realm.text.IniRealm。

org.apache.shiro.realm.Realm接口如下：

String getName(); //返回一個唯一的Realm名字
boolean supports(AuthenticationToken token); //判斷此Realm是否支持此Token
AuthenticationInfo getAuthenticationInfo(AuthenticationToken token)
 throws AuthenticationException;  //根據Token獲取認證信息

單Realm配置

1、自定義Realm實現（com.github.zhangkaitao.shiro.chapter2.realm.MyRealm1）：

public class MyRealm1 implements Realm {
    @Override
    public String getName() {
        return "myrealm1";
    }
    @Override
    public boolean supports(AuthenticationToken token) {
        //僅支持UsernamePasswordToken類型的Token
        return token instanceof UsernamePasswordToken; 
    }
    @Override
    public AuthenticationInfo getAuthenticationInfo(AuthenticationToken token) throws AuthenticationException {
        String username = (String)token.getPrincipal();  //得到用戶名
        String password = new String((char[])token.getCredentials()); //得到密碼
        if(!"zhang".equals(username)) {
            throw new UnknownAccountException(); //如果用戶名錯誤
        }
        if(!"123".equals(password)) {
            throw new IncorrectCredentialsException(); //如果密碼錯誤
        }
        //如果身份認證驗證成功，返回一個AuthenticationInfo實現；
        return new SimpleAuthenticationInfo(username, password, getName());
    }
}&nbsp;

2、ini配置文件指定自定義Realm實現(shiro-realm.ini)

#聲明一個realm
myRealm1=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter2.realm.MyRealm1
#指定securityManager的realms實現
securityManager.realms=$myRealm1&nbsp;

通過$name來引入之前的realm定義

3、測試用例請參考com.github.zhangkaitao.shiro.chapter2.LoginLogoutTest的testCustomRealm測試方法，只需要把之前的shiro.ini配置文件改成shiro-realm.ini即可。

多Realm配置

1、ini配置文件（shiro-multi-realm.ini）

#聲明一個realm
myRealm1=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter2.realm.MyRealm1
myRealm2=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter2.realm.MyRealm2
#指定securityManager的realms實現
securityManager.realms=$myRealm1,$myRealm2&nbsp;

securityManager會按照realms指定的順序進行身份認證。此處我們使用顯示指定順序的方式指定了Realm的順序，如果刪除“securityManager.realms=$myRealm1,$myRealm2”，那麽securityManager會按照realm聲明的順序進行使用（即無需設置realms屬性，其會自動發現），當我們顯示指定realm後，其他沒有指定realm將被忽略，如“securityManager.realms=$myRealm1”，那麽myRealm2不會被自動設置進去。

2、測試用例請參考com.github.zhangkaitao.shiro.chapter2.LoginLogoutTest的testCustomMultiRealm測試方法

Shiro默認提供的Realm

以後一般繼承AuthorizingRealm（授權）即可；其繼承了AuthenticatingRealm（即身份驗證），而且也間接繼承了CachingRealm（帶有緩存實現）。其中主要默認實現如下：

org.apache.shiro.realm.text.IniRealm：[users]部分指定用戶名/密碼及其角色；[roles]部分指定角色即權限信息；

org.apache.shiro.realm.text.PropertiesRealm： user.username=password,role1,role2指定用戶名/密碼及其角色；role.role1=permission1,permission2指定角色及權限信息；

org.apache.shiro.realm.jdbc.JdbcRealm：通過sql查詢相應的信息，如“select password from users where username = ?”獲取用戶密碼，“select password, password_salt from users where username = ?”獲取用戶密碼及鹽；“select role_name from user_roles where username = ?”獲取用戶角色；“select permission from roles_permissions where role_name = ?”獲取角色對應的權限信息；也可以調用相應的api進行自定義sql；

JDBC Realm使用

1、數據庫及依賴

        <dependency>
            <groupId>mysql</groupId>
            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
            <version>5.1.25</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba</groupId>
            <artifactId>druid</artifactId>
            <version>0.2.23</version>
        </dependency>&nbsp;

本文將使用mysql數據庫及druid連接池；

2、到數據庫shiro下建三張表：users（用戶名/密碼）、user_roles（用戶/角色）、roles_permissions（角色/權限），具體請參照shiro-example-chapter2/sql/shiro.sql；並添加一個用戶記錄，用戶名/密碼為zhang/123；

3、ini配置（shiro-jdbc-realm.ini）

jdbcRealm=org.apache.shiro.realm.jdbc.JdbcRealm
dataSource=com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
dataSource.driverClassName=com.mysql.jdbc.Driver
dataSource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/shiro
dataSource.username=root
#dataSource.password=
jdbcRealm.dataSource=$dataSource
securityManager.realms=$jdbcRealm&nbsp;

1、變量名=全限定類名會自動創建一個類實例

2、變量名.屬性=值自動調用相應的setter方法進行賦值

3、$變量名引用之前的一個對象實例

4、測試代碼請參照com.github.zhangkaitao.shiro.chapter2.LoginLogoutTest的testJDBCRealm方法，和之前的沒什麽區別。

2.6 Authenticator及AuthenticationStrategy

Authenticator的職責是驗證用戶帳號，是Shiro API中身份驗證核心的入口點：

public AuthenticationInfo authenticate(AuthenticationToken authenticationToken)
            throws AuthenticationException;&nbsp;

如果驗證成功，將返回AuthenticationInfo驗證信息；此信息中包含了身份及憑證；如果驗證失敗將拋出相應的AuthenticationException實現。

SecurityManager接口繼承了Authenticator，另外還有一個ModularRealmAuthenticator實現，其委托給多個Realm進行驗證，驗證規則通過AuthenticationStrategy接口指定，默認提供的實現：

FirstSuccessfulStrategy：只要有一個Realm驗證成功即可，只返回第一個Realm身份驗證成功的認證信息，其他的忽略；

AtLeastOneSuccessfulStrategy：只要有一個Realm驗證成功即可，和FirstSuccessfulStrategy不同，返回所有Realm身份驗證成功的認證信息；

AllSuccessfulStrategy：所有Realm驗證成功才算成功，且返回所有Realm身份驗證成功的認證信息，如果有一個失敗就失敗了。

ModularRealmAuthenticator默認使用AtLeastOneSuccessfulStrategy策略。

假設我們有三個realm：

myRealm1：用戶名/密碼為zhang/123時成功，且返回身份/憑據為zhang/123；

myRealm2：用戶名/密碼為wang/123時成功，且返回身份/憑據為wang/123；

myRealm3：用戶名/密碼為zhang/123時成功，且返回身份/憑據為[email protected]/123，和myRealm1不同的是返回時的身份變了；

1、ini配置文件(shiro-authenticator-all-success.ini)

#指定securityManager的authenticator實現
authenticator=org.apache.shiro.authc.pam.ModularRealmAuthenticator
securityManager.authenticator=$authenticator

#指定securityManager.authenticator的authenticationStrategy
allSuccessfulStrategy=org.apache.shiro.authc.pam.AllSuccessfulStrategy
securityManager.authenticator.authenticationStrategy=$allSuccessfulStrategy

myRealm1=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter2.realm.MyRealm1
myRealm2=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter2.realm.MyRealm2
myRealm3=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter2.realm.MyRealm3
securityManager.realms=$myRealm1,$myRealm3

2、測試代碼（com.github.zhangkaitao.shiro.chapter2.AuthenticatorTest）

2.1、首先通用化登錄邏輯

    private void login(String configFile) {
        //1、獲取SecurityManager工廠，此處使用Ini配置文件初始化SecurityManager
        Factory<org.apache.shiro.mgt.SecurityManager> factory =
                new IniSecurityManagerFactory(configFile);

        //2、得到SecurityManager實例 並綁定給SecurityUtils
        org.apache.shiro.mgt.SecurityManager securityManager = factory.getInstance();
        SecurityUtils.setSecurityManager(securityManager);

        //3、得到Subject及創建用戶名/密碼身份驗證Token（即用戶身份/憑證）
        Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
        UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken("zhang", "123");

        subject.login(token);
    }

2.2、測試AllSuccessfulStrategy成功：

    @Test
    public void testAllSuccessfulStrategyWithSuccess() {
        login("classpath:shiro-authenticator-all-success.ini");
        Subject subject = SecurityUtils.getSubject();

        //得到一個身份集合，其包含了Realm驗證成功的身份信息
        PrincipalCollection principalCollection = subject.getPrincipals();
        Assert.assertEquals(2, principalCollection.asList().size());
    }&nbsp;

即PrincipalCollection包含了zhang和[email protected]身份信息。

2.3、測試AllSuccessfulStrategy失敗：

    @Test(expected = UnknownAccountException.class)
    public void testAllSuccessfulStrategyWithFail() {
        login("classpath:shiro-authenticator-all-fail.ini");
        Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
}&nbsp;

shiro-authenticator-all-fail.ini與shiro-authenticator-all-success.ini不同的配置是使用了securityManager.realms=$myRealm1,$myRealm2；即myRealm驗證失敗。

對於AtLeastOneSuccessfulStrategy和FirstSuccessfulStrategy的區別，請參照testAtLeastOneSuccessfulStrategyWithSuccess和testFirstOneSuccessfulStrategyWithSuccess測試方法。唯一不同點一個是返回所有驗證成功的Realm的認證信息；另一個是只返回第一個驗證成功的Realm的認證信息。

自定義AuthenticationStrategy實現，首先看其API：

//在所有Realm驗證之前調用
AuthenticationInfo beforeAllAttempts(
Collection<? extends Realm> realms, AuthenticationToken token) 
throws AuthenticationException;
//在每個Realm之前調用
AuthenticationInfo beforeAttempt(
Realm realm, AuthenticationToken token, AuthenticationInfo aggregate) 
throws AuthenticationException;
//在每個Realm之後調用
AuthenticationInfo afterAttempt(
Realm realm, AuthenticationToken token, 
AuthenticationInfo singleRealmInfo, AuthenticationInfo aggregateInfo, Throwable t)
throws AuthenticationException;
//在所有Realm之後調用
AuthenticationInfo afterAllAttempts(
AuthenticationToken token, AuthenticationInfo aggregate) 
throws AuthenticationException;&nbsp;

因為每個AuthenticationStrategy實例都是無狀態的，所有每次都通過接口將相應的認證信息傳入下一次流程；通過如上接口可以進行如合並/返回第一個驗證成功的認證信息。

自定義實現時一般繼承org.apache.shiro.authc.pam.AbstractAuthenticationStrategy即可，具體可以參考代碼com.github.zhangkaitao.shiro.chapter2.authenticator.strategy包下OnlyOneAuthenticatorStrategy 和AtLeastTwoAuthenticatorStrategy。

到此基本的身份驗證就搞定了，對於AuthenticationToken 、AuthenticationInfo和Realm的詳細使用後續章節再陸續介紹。

示例源代碼：https://github.com/zhangkaitao/shiro-example；

轉自http://jinnianshilongnian.iteye.com/blog/2019547.強烈推薦此博主的博客

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