RBAC权限分析

RBAC 全称为基于角色的权限控制，本段将会从什么是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

绘制思维导图如下

什么是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

package com.example.demo.web;import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.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: mingpassword: 123456roles: 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

package com.example.demo.config; import org.springframework.context.annotation.Bean; import org.springframework.context.annotation.Configuration; import org.springframework.security.config.annotation.authentication.builders.AuthenticationManagerBuilder; import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfigurerAdapter; import org.springframework.security.crypto.password.NoOpPasswordEncoder; import org.springframework.security.crypto.password.PasswordEncoder; @Configuration public class MyWebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {     @Bean     PasswordEncoder passwordEncoder(){         return NoOpPasswordEncoder.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 class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter { //基于内存的用户存储 @Override public void configure(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 protected void configure(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 class JwtUser implements UserDetails {private String username;private String password;private Integer state;private Collection<? extends GrantedAuthority> authorities;public JwtUser(){}public JwtUser(String username, String password, Integer state,  Collection<? extends GrantedAuthority> authorities){this.username = username;this.password = password;this.state = state;this.authorities = authorities;}@Overridepublic Collection<? extends GrantedAuthority> getAuthorities() {return authorities;}@Overridepublic String getPassword() {return this.password;}@Overridepublic String getUsername() {return this.username;}@Overridepublic boolean isAccountNonExpired() {return true;}@Overridepublic boolean isAccountNonLocked() {return true;}@Overridepublic boolean isCredentialsNonExpired() {return true;}@Overridepublic boolean isEnabled() {return true;}
}

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 {private String secret;private Long expiration;private String header;private String generateToken(Map<String, Object> claims) {Date expirationDate = new Date(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;}public String generateToken(UserDetails userDetails) {Map<String, Object> claims = new HashMap<>(2);claims.put("sub", userDetails.getUsername());claims.put("created", new Date());return generateToken(claims);}public String getUsernameFromToken(String token) {String username;try {Claims claims = getClaimsFromToken(token);username = claims.getSubject();} catch (Exception e) {username = null;}return username;}public Boolean isTokenExpired(String token) {try {Claims claims = getClaimsFromToken(token);Date expiration = claims.getExpiration();return expiration.before(new Date());} catch (Exception e) {return false;}}public String refreshToken(String token) {String refreshedToken;try {Claims claims = getClaimsFromToken(token);claims.put("created", new Date());refreshedToken = generateToken(claims);} catch (Exception e) {refreshedToken = null;}return refreshedToken;}public Boolean 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 class JwtAuthenticationTokenFilter  extends OncePerRequestFilter {@Autowiredprivate UserDetailsService userDetailsService;@Autowiredprivate JwtTokenUtil jwtTokenUtil;@Overrideprotected void doFilterInternal(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 class JwtUserDetailsServiceImpl  implements UserDetailsService {@Autowiredprivate UserMapper userMapper;@Overridepublic UserDetails loadUserByUsername(String s) throws UsernameNotFoundException {User user = userMapper.selectByUserName(s);if (user == null) {throw new 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());return new 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 class UserServiceImpl  implements UserService {@Autowiredprivate UserMapper userMapper;@Autowiredprivate AuthenticationManager authenticationManager;@Autowiredprivate UserDetailsService userDetailsService;@Autowiredprivate 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);return new RetResult(RetCode.SUCCESS.getCode(),jwtTokenUtil.generateToken(userDetails));}
}

最后配置Config

@EnableGlobalMethodSecurity(prePostEnabled = true)
@EnableWebSecurity
public class WebSecurity extends WebSecurityConfigurerAdapter {@Autowiredprivate UserDetailsService userDetailsService;@Autowiredprivate JwtAuthenticationTokenFilter jwtAuthenticationTokenFilter;@Autowiredpublic void configureAuthentication(AuthenticationManagerBuilder authenticationManagerBuilder) throws Exception {authenticationManagerBuilder.userDetailsService(this.userDetailsService).passwordEncoder(passwordEncoder());}@Bean(name = BeanIds.AUTHENTICATION_MANAGER)@Overridepublic AuthenticationManager authenticationManagerBean() throws Exception {return super.authenticationManagerBean();}@Beanpublic PasswordEncoder passwordEncoder() {return new BCryptPasswordEncoder();}@Overrideprotected void configure(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();}@Beanpublic CorsFilter corsFilter() {final UrlBasedCorsConfigurationSource urlBasedCorsConfigurationSource = new UrlBasedCorsConfigurationSource();final CorsConfiguration cors = new CorsConfiguration();cors.setAllowCredentials(true);cors.addAllowedOrigin("*");cors.addAllowedHeader("*");cors.addAllowedMethod("*");urlBasedCorsConfigurationSource.registerCorsConfiguration("/**", cors);return new 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 class CustomAuthenticationFilter extends UsernamePasswordAuthenticationFilter {@Overridepublic Authentication attemptAuthentication(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws AuthenticationException {//attempt Authentication when Content-Type is jsonif(request.getContentType().equals(MediaType.APPLICATION_JSON_UTF8_VALUE)||request.getContentType().equals(MediaType.APPLICATION_JSON_VALUE)){//use jackson to deserialize jsonObjectMapper 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);return this.getAuthenticationManager().authenticate(authRequest);}}//transmit it to UsernamePasswordAuthenticationFilterelse {return super.attemptAuthentication(request, response);}}
}

配置SecurityConfig

@Override
protected void configure(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UsernamePasswordAuthenticationFilterhttp.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AuthenticationManagerfilter.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*/@Beanpublic BCryptPasswordEncoder passwordEncoder(){return new 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 class UserServiceImpl implements UserService {@Resourceprivate UserRepository userRepository;@Resourceprivate BCryptPasswordEncoder bCryptPasswordEncoder;  //注入bcryct加密@Overridepublic User add(User user) {user.setPassword(bCryptPasswordEncoder.encode(user.getPassword())); //对密码进行加密User user2 = userRepository.save(user);return user2;}@Overridepublic 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 class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {@Autowiredprivate UserService userService;    // service 层注入@BeanPasswordEncoder passwordEncoder(){return new BCryptPasswordEncoder();}@Overrideprotected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {// 参数传入Service，进行验证auth.userDetailsService(userService);}@Overrideprotected void configure(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。

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