Shiro学习笔记-----小组开发前后端分离项目---登陆认证盐值加密

当下我正在参与的学校前后端分离的实习项目，有了登录系统的需求，于是我在了解到Shiro是当下主流的安全框架后，毅然决然开启了学习Shiro的旅程

首先来谈谈什么是Shiro，Apache Shiro 是一个Java 的安全（权限）框架。 Shiro 可以非常容易的开发出足够好的应用，其不仅可以用在JavaSE环境，也可以用在JavaEE环境。 Shiro可以完成，认证，授权，加密，会话管理，Web集成，缓存等。

也就是说，这是一个可以认证，授权，加密，会话管理的框架，我们可以使用它内置的方法来对这些资源进行处理，正好满足了我们项目的需求。

那么问题来了，如何认证？如何加密？

考虑到我们的项目情况，未登录用户是可以查看商品的，但是无法加入购物车和进行购买操作，登录用户则享用这种功能，那我只需要在未登录用户点击购买或者加入购物车时，让用户进入登陆页面，并且对用户输入的密码进行比对就可以了，用户注册则将其信息录入数据库就好，但是，如果仅仅是这样，不用Shiro也可以解决问题，那么，Shiro的功能体现在哪里呢？

所以，我们让用户注册时，对用户密码进行加密，让用户登录时，利用Shiro内置函数对用户进行认证，同时添加会话内对象，这样就可以完成Shiro功能的实现，也可以很好的和前端对接了。

具体如何实现呢？

首先先说一说Shiro这个框架的结构吧：

Subject： 见名知意，Subject相当于current ‘user’，即当前用户，但也不全面，加引号就说明它不仅仅是“用户”，他表示的是当前正在交互的，用户、进程等等。

Subject就是主体，代表了当前“用户”，这个用户不一定是一个具体的人，与当前应用交互的任何东西都是Subject，如网络爬虫，机器人等；即一个抽象概念；所有Subject都绑定到SecurityManager，与Subject的所有交互都会委托给SecurityManager；可以把Subject认为是一个门面；SecurityManager才是实际的执行者。

ShiroSecurityManager：

安全管理器；即所有与安全有关的操作都会与SecurityManager交互；且它管理着所有Subject；可以看出它是Shiro的核心，它负责与后边介绍的其他组件进行交互，如果学习过SpringMVC，你可以把它看成DispatcherServlet前端控制器。

Realm：域，Shiro从Realm获取安全数据（如用户、角色、权限），就是说SecurityManager要验证用户身份，那么它需要从Realm获取相应的用户进行比较以确定用户身份是否合法；也需要从Realm得到用户相应的角色/权限进行验证用户是否能进行操作；可以把Realm看成DataSource，即安全数据源，可以看作Dao层。

执行过程：

1、应用代码通过Subject来进行认证和授权，而Subject又委托给SecurityManager；

2、我们需要给Shiro的SecurityManager注入Realm，从而让SecurityManager能得到合法的用户及其权限进行判断。

以下为摘抄内容，个人涉及不深，暂时记录并且学习：

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：相当于SpringMVC中的DispatcherServlet或者Struts2中的FilterDispatcher；是Shiro的心脏；所有具体的交互都通过SecurityManager进行控制；它管理着所有Subject、且负责进行认证和授权、及会话、缓存的管理。

Authenticator：认证器，负责主体认证的，这是一个扩展点，如果用户觉得Shiro默认的不好，可以自定义实现；其需要认证策略（Authentication Strategy），即什么情况下算用户认证通过了；

Authrizer：授权器，或者访问控制器，用来决定主体是否有权限进行相应的操作；即控制着用户能访问应用中的哪些功能；

Realm：可以有1个或多个Realm，可以认为是安全实体数据源，即用于获取安全实体的；可以是JDBC实现，也可以是LDAP实现，或者内存实现等等；由用户提供；注意：Shiro不知道你的用户/权限存储在哪及以何种格式存储；所以我们一般在应用中都需要实现自己的Realm；

SessionManager：如果写过Servlet就应该知道Session的概念，Session呢需要有人去管理它的生命周期，这个组件就是SessionManager；而Shiro并不仅仅可以用在Web环境，也可以用在如普通的JavaSE环境、EJB等环境；所有呢，Shiro就抽象了一个自己的Session来管理主体与应用之间交互的数据；这样的话，比如我们在Web环境用，刚开始是一台Web服务器；接着又上了台EJB服务器；这时想把两台服务器的会话数据放到一个地方，这个时候就可以实现自己的分布式会话（如把数据放到Memcached服务器）；

SessionDAO：DAO大家都用过，数据访问对象，用于会话的CRUD，比如我们想把Session保存到数据库，那么可以实现自己的SessionDAO，通过如JDBC写到数据库；比如想把Session放到Memcached中，可以实现自己的Memcached SessionDAO；另外SessionDAO中可以使用Cache进行缓存，以提高性能；

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。

明确：

我们登录要做两件事。

第一：认证。认证指的是匹配用户名和密码，让平台认识你。

第二：授权。授权指的是当前认证的用户进入平台能操作什么。

代码实现：

首先设置Shiro的配置类，

import cdu.lincnaqiang.bookshop.realm.JPARealm;
import org.apache.shiro.authc.credential.HashedCredentialsMatcher;
import org.apache.shiro.mgt.SecurityManager;
import org.apache.shiro.spring.LifecycleBeanPostProcessor;
import org.apache.shiro.spring.security.interceptor.AuthorizationAttributeSourceAdvisor;
import org.apache.shiro.spring.web.ShiroFilterFactoryBean;
import org.apache.shiro.web.mgt.DefaultWebSecurityManager;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;@Configuration
public class ShiroConf {@Beanpublic static LifecycleBeanPostProcessor getLifecycleBeanPostProcessor() {return new LifecycleBeanPostProcessor();}@Beanpublic ShiroFilterFactoryBean shirFilter(SecurityManager securityManager){ShiroFilterFactoryBean shiroFilterFactoryBean  = new ShiroFilterFactoryBean();shiroFilterFactoryBean.setSecurityManager(securityManager);//设置安全管理器//可在此设置内置过滤器，对各个映射设置访问权限return shiroFilterFactoryBean;}@Beanpublic SecurityManager securityManager(){DefaultWebSecurityManager securityManager =  new DefaultWebSecurityManager();securityManager.setRealm(getJPARealm());//关联realmreturn securityManager;}//创建realm对象@Beanpublic JPARealm getJPARealm(){JPARealm myShiroRealm = new JPARealm();myShiroRealm.setCredentialsMatcher(hashedCredentialsMatcher());return myShiroRealm;}@Beanpublic HashedCredentialsMatcher hashedCredentialsMatcher(){HashedCredentialsMatcher hashedCredentialsMatcher = new HashedCredentialsMatcher();hashedCredentialsMatcher.setHashAlgorithmName("md5");hashedCredentialsMatcher.setHashIterations(2);return hashedCredentialsMatcher;}/***  开启shiro aop注解支持.*  使用代理方式;所以需要开启代码支持;* @param securityManager* @return*/@Beanpublic AuthorizationAttributeSourceAdvisor authorizationAttributeSourceAdvisor(SecurityManager securityManager){AuthorizationAttributeSourceAdvisor authorizationAttributeSourceAdvisor = new AuthorizationAttributeSourceAdvisor();authorizationAttributeSourceAdvisor.setSecurityManager(securityManager);return authorizationAttributeSourceAdvisor;}
}

配置类配置了Realm、Manager，AOP注解，加密方式等等。

然后，自定义Realm：

doGetAuthorizationInfo为授权函数，指定用户能干什么。

doGetAuthenticationInfo为认证函数，用来认证用户信息。

在认证函数下的SimpleAuthenticationInfo方法，自动去完成用户的盐值加密认证，参数为用户名、密码、盐值、当前Realm 。我用的是MD5盐值加密，密码通过加盐值进行加密，验证时对输入的密码加上相应用户的盐值，再进行比对。

import cdu.lincnaqiang.bookshop.pojo.User;
import cdu.lincnaqiang.bookshop.service.UserService;
import org.apache.shiro.authc.AuthenticationException;
import org.apache.shiro.authc.AuthenticationInfo;
import org.apache.shiro.authc.AuthenticationToken;
import org.apache.shiro.authc.SimpleAuthenticationInfo;
import org.apache.shiro.authz.AuthorizationInfo;
import org.apache.shiro.authz.SimpleAuthorizationInfo;
import org.apache.shiro.realm.AuthorizingRealm;
import org.apache.shiro.subject.PrincipalCollection;
import org.apache.shiro.util.ByteSource;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;/*Realm：域，Realm 充当了 Shiro 与应用安全数据间的“桥梁”或者“连接器”。
*也就是说，当对用户执行认证（登录）和授权（访问控制）验证时，Shiro 会从应用配置的 Realm 中查找用户及其权限信息。
*从这个意义上讲，Realm 实质上是一个安全相关的 DAO：它封装了数据源的连接细节，并在需要时将相关数据提供给 Shiro 。
*当配置 Shiro时，你必须至少指定一个 Realm ，用于认证和（或）授权。配置多个 Realm 是可以的，但是至少需要一个。
* */public class JPARealm extends AuthorizingRealm {@Autowiredprivate UserService userService;//授权@Overrideprotected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(PrincipalCollection principalCollection) {SimpleAuthorizationInfo s = new SimpleAuthorizationInfo();return s;}//认证@Overrideprotected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(AuthenticationToken token) throws AuthenticationException {String userName = token.getPrincipal().toString();//返回身份验证过程中提交的帐户标识，也就是获得登录的对象User user = userService.getByName(userName);String passwordInDB = user.getPassword();String salt = user.getSalt();SimpleAuthenticationInfo authenticationInfo = new SimpleAuthenticationInfo(userName, passwordInDB, ByteSource.Util.bytes(salt),getName());//shiro自动比对return authenticationInfo;}}

此后，利用Subject获取目前用户信息，在登录方法或者自定义的输入中获取登录 token，用户名和密码生成一个token令牌，然后利用令牌尝试进行登陆认证，也就是如下代码subject.login(token)方法，该方法执行时，会去调用Realm中的doGetAuthenticationInfo(AuthenticationToken token)方法，对用户进行验证，如果认证成功，会把这个用户加入到Session中，方便前端通过Session去获取用户对象。

    @PostMapping("login")public Object login(@RequestBody User userParam, HttpSession session) {String name = userParam.getName();Subject subject = SecurityUtils.getSubject();//获取当前用户信息UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken(name, userParam.getPassword());//通过用户名和密码生成令牌try {subject.login(token);//使用shiro时，如果正常登陆（执行subject.login(token)成功）就能在全局通过SecurityUtils.getSubject().getPrincipal()获取用户信息。User user = userService.getByName(name);
//          subject.getSession().setAttribute("user", user);session.setAttribute("user", user);return Result.success();} catch (AuthenticationException e) {//捕获用户状态异常String message = "账号密码错误";return Result.fail(message);}}

同，如果进行注册操作：

    //每个shiro拦截到的请求，都会根据sessionid创建Subject,清除当前线程的绑定，然后重新绑定的线程中，之后执行过滤器。////所以我们再SecurityUtils.getSubject()中获取的一直是当前用户的信息。@PostMapping("register")public Object register(@RequestBody User user) {String name = user.getName();String password = user.getPassword();user.setName(name);boolean exist = userService.isExist(name);if (exist) {String message = "用户名已经被使用,不能使用";return Result.fail(message);}String salt = new SecureRandomNumberGenerator().nextBytes().toString();//生成盐值int times = 2;String algorithmName = "md5";//最终得到加密的密码 = MD5（明文密码 + 盐值）* 加密次数String encodedPassword = new SimpleHash(algorithmName, password, salt, times).toString();user.setSalt(salt);user.setPassword(encodedPassword);userService.add(user);return Result.success();}

用户注册时，获取到用户输入的账号密码，生成一个盐值，设置一个迭代次数，最后设置加密方式，利用SimpleHash方法生成MD5盐值加密后的密码，将盐值和加盐值的密码一起存入数据库中。

盐值加密背景：

我们知道，如果直接对密码进行散列，那么黑客可以对通过获得这个密码散列值，然后通过查散列值字典（例如MD5密码破解网站），得到某用户的密码。

加Salt可以一定程度上解决这一问题。所谓加Salt方法，就是加点“佐料”（Salt这个单词就是盐的意思）。其基本想法是这样的：当用户首次提供密码时（通常是注册时），由系统自动往这个密码里撒一些“佐料”，然后再散列。而当用户登录时，系统为用户提供的代码撒上同样的“佐料”，然后散列，再比较散列值，已确定密码是否正确。

这样也就变成了将密码+自定义的盐值来取MD5。但是如果黑客拿到了你的固定的盐值，那这样也不安全了。所以比较好的做法是用随机盐值。用户登陆时再根据用户名取到这个随机的盐值来计算MD5。

到这里就结束了，此博客有问题如果你向我指出的话我会非常感激，这篇博客也整合了一些其他博客很有价值的论述，我也在不断的深入学习，大家一起加油吧。

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