Apache Shiro是一個功能強大,靈活的開源的安全框架,它可以干脆利落的處理身份驗證、授權、企業會話管理和加密。
與spring security一樣,都是一個作為權限管理的安全框架。但是與spring security相比,在于shiro使用了比較簡單、易懂且易于使用的授權方式。
shiro官網:http://shiro.apache.org/
Apache Shiro特征
Apache Shiro是一個全面的、功能豐富的安全框架,如圖描述了shiro的一些集中關注點。
其中綠色的四大塊分別是認證(Authentication)、授權(Authorization)、會話管理(Session Management)、加密(Cryptography),它們被shiro的開發團隊稱之為應用程序安全的四大基石:
- 認證:用戶的識別,通常被稱為用戶登錄
- 授權:做訪問控制,比如某個用戶是否具有某個操作的使用權限
- 會話管理:特定于用戶的會話管理
- 加密:對數據源使用加密算法加密保證數據安全,同時保證它容易使用
當然了,還有其他功能來支持和加強這些不同應用環境下安全領域的關注點,特別是對以下功能的支持:
- 首先是web的支持,shiro提供了web支持API,可以輕松的保護web應用程序的安全,
- 接下來是緩存,緩存是shiro保證安全操作快速高效的重要手段
- 并發:shiro支持多線程應用程序的并發特性
- 測試:支持單元測試和集成測試,確保代碼和預想的一樣安全
- 支持run as功能,這個功能允許用戶假設另一個用戶的身份,當然了,這是在許可的前提下才可以
- remember me功能,它可以跨session記錄用戶的身份,只有在強制需要時,才需要登錄
這里需要注意,shiro不會去維護用戶和權限,需要我們自己去設計和實現,然后提供相應的接口注入給shiro
高級別的概述
在概念層,shiro架構主要包含3個主要理念:subject、securitymanager、realm,下圖為這些組件如何交互的高級概述圖,我們分別介紹每個概念。
subject
主體,代表了當前用戶,subject可以是一個人,也可以是第三方服務,守護進程的賬戶或者其他當前和軟件交互的任何事件比如網絡爬蟲、機器人等,它是一個抽象的概念。
所有的subject都綁定到securitymanager,與subject所有的交互都會委托給securitymanager,可以把subject認為是一個門面,securitymanager才是一個實際的執行者。
SecurityManager
securitymanager是一個安全的管理器,即所有與安全有關的操作都會與securitymanager交互,它管理著所有的subject,可以看出它是shiro的核心,它負責與后面介紹的其他組件進行交互。
Realm
shiro從realm中獲取安全數據,包括用戶角色、權限等等,securitymanager要驗證身份的話,需要從realm獲取相應的用戶,然后進行比較,以確定用戶身份是否合法,也需要從realm中得到用戶相應的角色以及權限進行驗證用戶是否能進行操作,可以把realm看成datasource,即安全的數據源
最簡單的一個shiro應用,首先是應用代碼通過subject來進行授權和認證,而subject又委托給securitymanager,我們需要給securitymanager注入realm,從而讓securitymanager能夠得到合法的用戶及其權限進行判斷。
Apache Shiro架構
接下來看一下Apache Shiro的架構圖
Authenticator
這是用戶認證管理器,這個組件主要是用于處理用戶的登錄邏輯,它通過調用realm的接口來判斷登錄用戶的身份,這里涉及到用戶認證策略,比如如果系統中配置了多個realm,則需要使用Authentication Strategy來協調這些realm以便決定一個用戶的登錄和認證是成功還是失敗。
比如一個realm驗證成功了,但是其他都失敗了,這次認證是算成功還是失敗呢,還是說必須所有的realm都成功了才算成功,或者第一個realm成功就算成功,因此我們需要一個策略,這個策略相對還是挺復雜的。
Authorizer
這是權限管理器,這個組件主要是用來做用戶的訪問控制,通俗來說,就是決定用戶能做什么,不能做什么,和Authenticator類似,Authorizer它也知道怎么協調多個realm數據源的數據,它有自己的一套策略
Session Manager
會話管理器,它知道如何創建會話,管理用戶會話的生命周期,以便在所有運行環境下都能給用戶提供一個健壯的會話管理體驗,shiro在任何環境下都可以在本地管理用戶會話,即便沒有web容器也可以,這在安全管理框架中算是獨門絕技了。
當然如果當前環境中有會話管理機制,比如servlet容器,則shiro默認會使用該環境的會話管理機制,而如果像控制臺這種獨立的應用程序,本身沒有會話管理機制的時候,shiro就會使用內部的會話管理器來給應用開發提供一致的編程體驗。
Session Dao
它允許用戶使用任何類型的數據源來存儲session數據,它主要是用來代替Session Manager執行session相關的增刪改查,這個接口允許我們將任意種類的數據、存儲方式引入到session管理的基礎框架之中。
Cache Manager
用于創建和維護一些在其他shiro組件中用到的cache實例,維護這些cache實例的生命周期,緩存用于存儲那些從后端獲取到的用戶驗證、及權限控制方面的數據來提高性能。在獲取數據時,先是從緩存查找,如果沒有,再調用后端接口從其他數據源獲取,shiro允許用戶使用其他更加現代的企業級數據源來代替內部的默認實現,以提高更高的性能和更好的用戶體驗。
Cryptography
加密技術,對于一個企業級的安全框架來說,加密算是其固有的一種特性,shiro的Crypto包裝包含了一系列的易于理解和使用的加密hash輔助類,所有的類都是經過精心設計,相比于java本身提供的一套反人類的加密組件,shiro的這套加密組件簡直好用太多了。
Realm
是連接shiro和安全數據的橋梁,任何時候當shiro需要執行登錄或者訪問控制的時候,都需要調用已經配置的realm接口去獲取數據,一個應用程序可以配置一個或者多個realm,通常來說一個數據源會配置一個。