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快速学习Shiro-Shiro安全框架

4 Shiro安全框架

4.1 什么是Shiro

4.1.1 什么是Shiro

Apache Shiro是一个强大且易用的Java安全框架,执行身份验证、授权、密码和会话管理。使用Shiro的易于理解的API,您可以快速、轻松地获得任何应用程序,从最小的移动应用程序到最大的网络和企业应用程序。

Apache Shiro 的首要目标是易于使用和理解。安全有时候是很复杂的,甚至是痛苦的,但它没有必要这样。框架应该尽可能掩盖复杂的地方,露出一个干净而直观的 API,来简化开发人员在使他们的应用程序安全上的努力。以下是你可以用 Apache Shiro 所做的事情:

  1. 验证用户来核实他们的身份
  2. 对用户执行访问控制,如:
  3. 判断用户是否被分配了一个确定的安全角色
  4. 判断用户是否被允许做某事
  5. 在任何环境下使用 Session API,即使没有 Web 或 EJB 容器。
  6. 在身份验证,访问控制期间或在会话的生命周期,对事件作出反应。
  7. 聚集一个或多个用户安全数据的数据源,并作为一个单一的复合用户“视图”。
  8. 启用单点登录(SSO)功能。
  9. 为没有关联到登录的用户启用"Remember Me"服务

4.1.2 与Spring Security的对比

Shiro

Shiro较之 Spring Security,Shiro在保持强大功能的同时,还在简单性和灵活性方面拥有巨大优势。

  1. 易于理解的 Java Security API;
  2. 简单的身份认证(登录),支持多种数据源(LDAP,JDBC,Kerberos,ActiveDirectory 等);
  3. 对角色的简单的签权(访问控制),支持细粒度的签权;
  4. 支持一级缓存,以提升应用程序的性能;
  5. 内置的基于 POJO 企业会话管理,适用于 Web 以及非 Web 的环境;
  6. 异构客户端会话访问;
  7. 非常简单的加密 API;
  8. 不跟任何的框架或者容器捆绑,可以独立运行

Spring Security:

除了不能脱离Spring,shiro的功能它都有。而且Spring Security对Oauth、OpenID也有支持,Shiro则需要自己手动实现。Spring Security的权限细粒度更高。

4.1.3 Shiro的功能模块

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可以帮助我们完成:认证、授权、加密、会话管理、与Web集成、缓存等。这不就是我们想要的嘛,而且Shiro的API也是非常简单;其基本功能点如下图所示:

  1. Authentication:身份认证/登录,验证用户是不是拥有相应的身份。
  2. Authorization:授权,即权限验证,验证某个已认证的用户是否拥有某个权限;即判断用户是否能做事情。
  3. Session Management:会话管理,即用户登录后就是一次会话,在没有退出之前,它的所有信息都在会话中;会话可以是普通JavaSE环境的,也可以是如Web环境的。
  4. Cryptography:加密,保护数据的安全性,如密码加密存储到数据库,而不是明文存储。
  5. Web Support:Shiro 的 web 支持的 API 能够轻松地帮助保护 Web 应用程序。
  6. Caching:缓存,比如用户登录后,其用户信息、拥有的角色/权限不必每次去查,这样可以提高效率。
  7. Concurrency:Apache Shiro 利用它的并发特性来支持多线程应用程序。
  8. Testing:测试支持的存在来帮助你编写单元测试和集成测试,并确保你的能够如预期的一样安全。
  9. “Run As”:一个允许用户假设为另一个用户身份(如果允许)的功能,有时候在管理脚本很有用。
  10. “Remember Me”:记住我。

4.2 Shiro的内部结构

  1. Subject:主体,可以看到主体可以是任何可以与应用交互的“用户”;
  2. 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。
  3. 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;
  4. 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;
  5. 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;
  6. 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;
  7. 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
  8. Memcached SessionDAO;另外SessionDAO中可以使用Cache进行缓存,以提高性能;
  9. 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
  10. 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。

4.3 应用程序使用Shiro

也就是说对于我们而言,最简单的一个Shiro应用:

  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。

从以上也可以看出,Shiro不提供维护用户/权限,而是通过Realm让开发人员自己注入。

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