java之路 —— 带你了解安全框架Shiro_java shiro

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前言

在学习之前，让我们先了解一下什么是shiro。

Shiro（Apache Shiro）是一个Java安全框架，提供了身份认证、授权、加密和会话管理等功能。它的设计目标是简单、易用和灵活。

主要是有以下是Shiro框架的主要特点：

1. 身份认证： Shiro提供了多种身份认证方式，包括基于表单、HTTP基本认证、LDAP和OAuth等。开发人员可以根据应用程序需求选择适合的认证方式。

2. 授权管理： 通过Shiro的授权机制，开发人员可以定义用户角色和权限，并通过编程方式或配置文件来限制用户对资源的访问。Shiro支持基于角色和权限的细粒度授权管理。

3. 会话管理： Shiro可以管理用户会话，包括会话的创建、维护和失效处理。它支持不同的会话存储方式，如内存、数据库或自定义存储方式。

4. 密码加密： Shiro提供了密码加密的功能，可以帮助开发人员将用户密码进行加密存储，增加系统的安全性。

5. 可插拔架构： Shiro采用可插拔的设计，开发人员可以根据需要自定义和扩展各个组件，以满足具体业务需求。

6. 简化开发： Shiro的设计理念是简单明确，它提供了简洁的API和易于理解的概念模型，使得开发人员能够快速上手并集成到项目中。

总体而言，Shiro是一个轻量级的安全框架，适用于各种Java应用程序，无论是传统的JavaEE应用还是现代化的Web应用或微服务架构。它提供了身份认证、授权、加密和会话管理等核心功能，同时支持自定义扩展，以满足不同场景下的安全需求。

一、组件

Subject： 主体，可以看到主体可以是任何可以与应用交互的“用户”；

SecurityManager： Shiro的心脏；所有具体的交互都通过SecurityManager进行控制；负责所有Subject、且负责进行认证和授权、及会话、缓存的管理。

Authenticator： 认证器，判断用户是否正常登陆
Authorizer： 授权器，判断用户是否有权限操作资源
Realm： 可以有1个或多个Realm，主要提供认证和授权的数据；

Session： Shiro提供一个权限的企业级Session解决方案，session的生命周期都SessionManager中进行管理。

SessionManager： shiro的会话管理器；

SessionDAO： 用于会话的CRUD，比如存储到ehcache或者redis中的会话增删改查；

CacheManager： 缓存控制器，来管理如用户、角色、权限等的缓存的；因为这些数据基本上很少去改变，放到缓存中后可以提高访问的性能

Cryptography： 密码模块，Shiro提高了一些常见的加密组件用于如密码加密/解密的。

二、主要开发步骤

使用Shiro开发一个基本的身份认证和授权功能，可以按照以下主要步骤进行：

1. 引入依赖： 在项目中引入Shiro框架的相关依赖，可以通过Maven或Gradle进行管理。

2. 配置Shiro： 创建Shiro的配置文件（通常是一个ini或Properties文件），配置Shiro的各个组件和属性，例如Realm、Session管理器、加密算法等。

3. 实现自定义Realm： 根据实际需求，实现自定义的Realm类。Realm负责从数据源（如数据库）中获取用户信息和权限信息，并对其进行验证和授权。

4. 编写身份认证代码： 在应用程序中编写身份认证的代码，通过Shiro提供的API调用对用户输入的凭据（如用户名和密码）进行认证，并获取用户相关的信息。

5. 编写授权代码： 根据需要编写授权相关的代码。可以定义角色和权限，并使用Shiro提供的API检查用户是否具有特定的角色或权限。

6. 在应用程序中集成Shiro： 根据框架和应用类型的不同，将Shiro集成到应用程序中。这可能涉及到配置过滤器链（Web应用）、添加AOP切面（Spring应用）或其他集成方式。

7. 测试和调试： 运行应用程序，并进行测试和调试以确保身份认证和授权功能正常工作。

8. 高级功能和定制化: 根据具体需求，探索Shiro的更高级功能和自定义扩展点。这可能涉及到基于注解的权限控制、密码加密、多Realm支持等。

三、常用的API

#获取当前用户
Subject currentUser = SecurityUtils.getSubject(); 
#判断用户已经认证
currentUser.isAuthenticated() 
#用户登录凭证
UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken("lonestarr", "vespa"); 
#记住我
token.setRememberMe(true); 
#登陆校验
currentUser.login(token); 
#判断是否有角色权限
currentUser.hasRole("schwartz") 
#判断是否有资源操作权限
currentUser.isPermitted("lightsaber:wield") 
#登出
currentUser.logout();
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其中有主要的：
1.认证

UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken("lonestarr", "vespa");
currentUser.login(token);
currentUser.logout();
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2.判断权限

currentUser.hasRole("schwartz")
currentUser.isPermitted("winnebago:drive:eagle5")
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四、认证的流程

Shiro 是一个用于身份验证、授权、加密和会话管理的框架。相比其他安全框架，Shiro 简单易用，非常适合中小型项目，下面是 Shiro 的认证流程：

1. 构建 SecurityManager 对象： Shiro 的所有安全操作都基于 SecurityManager 进行，因此首先要创建一个 SecurityManager 对象。

2. 构建 AuthenticationToken 对象:身份验证的第一步是获取用户提交的身份凭证（AuthenticationToken）。凭证通常包含用户名和密码。

3. 身份验证：SecurityManager 获得凭证后，将其传递给 Authenticator 对象进行身份验证。Authenticator 对象将尝试使用这些凭证来验证用户的身份。

4. 构建 Subject 对象：如果身份验证成功，将使用 Subject 对象表示已经身份验证的用户，Subject 包含用户的身份信息以及与该用户相关的授权信息。

5. 授权：一旦用户被身份验证并已经创建了 Subject 对象，就可以使用 Subject 进行授权操作。授权通常包含用户角色和访问权限。

总的来说，Shiro 的身份验证流程非常简单，只需要通过 SecurityManager 对象、身份凭证、Authenticator 对象、Subject 对象和授权即可完成。内容可能比较简单，但是 Shiro 在整个 Java 安全框架中扮演着重要的角色。