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Apache Shiro 认证历程

2012-10-16 
Apache Shiro 认证过程3.1.1示例Shiro验证Subjects 的过程中,可以分解成三个不同的步骤:1. 收集Subjects

Apache Shiro 认证过程

3.1.1    示例

Shiro验证Subjects 的过程中,可以分解成三个不同的步骤:

1. 收集Subjects 提交的Principals(身份)和Credentials(凭证);

2. 提交Principals(身份)和Credentials(凭证)进行身份验证;

3. 如果提交成功,则允许访问,否则重新进行身份验证或者阻止访问。

 

收集身份/凭据信息 

//Example using most common scenario of username/password pair:  

UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken(username, password);  

//”Remember Me” built-in:  

token.setRememberMe(true);  

 

UsernamePasswordToken支持最常见的用户名/密码的认证机制。同时,由于它实现了RememberMeAuthenticationToken接口,我们可以通过令牌设置“记住我”的功能。  

提交实体/凭据信息 

Subject currentUser = SecurityUtils.getSubject();  

currentUser.login(token); 

 

收集了身份/凭据信息之后,我们可以通过SecurityUtils工具类,获取当前的用户,然后通过调用login方法提交认证。

认证处理 

try {  

    currentUser.login(token);  

} catch ( UnknownAccountException uae ) { ...  

} catch ( IncorrectCredentialsException ice ) { ...  

} catch ( LockedAccountException lae ) { ...  

} catch ( ExcessiveAttemptsException eae ) { ...  

} ... catch your own ...  

} catch ( AuthenticationException ae ) {  

    //unexpected error?  

}  

 

如果login方法执行完毕且没有抛出任何异常信息,那么便认为用户认证通过。之后在应用程序任意地方调用SecurityUtils.getSubject() 都可以获取到当前认证通过的用户实例,使用subject.isAuthenticated()判断用户是否已验证都将返回true。相反,如果login方法执行过程中抛出异常,那么将认为认证失败。

3.1.2    步骤

下面将详细介绍Shiro进行身份认证时的内部处理过程。

Apache Shiro 认证历程

如上图,我们通过Shiro架构图的认证部分,来说明Shiro认证内部的处理顺序:

1、应用程序构建了一个终端用户认证信息的AuthenticationToken 实例后,调用Subject.login方法。AuthenticationToken 实例中包含终端用户的Principals(身份信息)和Credentials(凭证信息)。

2、Sbuject的实例通常是DelegatingSubject类(或子类)的实例对象,在认证开始时,会委托应用程序设置的securityManager实例调用securityManager.login(token)方法。

3、SecurityManager接受到token(令牌)信息后会委托内置的Authenticator的实例(通常都是ModularRealmAuthenticator类的实例)调用authenticator.authenticate(token)。ModularRealmAuthenticator在认证过程中会对设置的一个或多个Realm实例进行适配,它实际上为Shiro提供了一个可拔插的认证机制。

4、如果在应用程序中配置了多个Realm,ModularRealmAuthenticator会根据配置的AuthenticationStrategy(认证策略)来进行多Realm的认证过程。在Realm被调用后,AuthenticationStrategy将对每一个Realm的结果作出响应。

注:如果应用程序中仅配置了一个Realm,Realm将被直接调用而无需再配置认证策略。

5、判断每一个Realm是否支持提交的token,如果支持,Realm将调用getAuthenticationInfo(token);getAuthenticationInfo 方法就是实际认证处理,我们通过覆盖Realm的doGetAuthenticationInfo方法来编写我们自定义的认证处理。

3.1.3    配置

Authenticator(认证器)

ShiroSecurityManager 的实现默认使用一个ModularRealmAuthenticator实例。它既支持单一Realm也支持多个Realm。如果仅配置了一个Realm,ModularRealmAuthenticator会直接调用该Realm处理认证信息,如果配置了多个Realm,它会根据认证策略来适配Realm,找到合适的Realm执行认证信息。

如果你想配置SecurityManager通过一个自定义的Authenticator来实现,你可以在shiro.ini 中如下设置:

[main]

authenticator = com.foo.bar.CustomAuthenticator

securityManager.authenticator = $authenticator

 

AuthenticationStrategy(认证策略)

       当一个应用程序配置了两个或两个以上的Realm 时,ModularRealmAuthenticator 依靠内部的AuthenticationStrategy 组件来判定认证的成功或失败。

       AuthenticationStrategy是一个无状态的组件,它在身份验证尝试中被询问4 次(这4 次交互所需的任何必要的状态将被作为方法参数):

1. 在任何Realm 被调用之前被询问;

2. 在一个单独的Realm 的getAuthenticationInfo 方法被调用之前立即被询问;

3. 在一个单独的Realm 的getAuthenticationInfo 方法被调用之后立即被询问;

4. 在所有的Realm 被调用后询问。

认证策略的另外一项工作就是聚合所有Realm的结果信息封装至一个AuthenticationInfo实例中,并将此信息返回,以此作为Subject的身份信息。

Shiro中定义了3种认证策略的实现:

AuthenticationStrategy class

描述

AtLeastOneSuccessfulStrategy

只要有一个(或更多)的Realm验证成功,那么认证将被视为成功

FirstSuccessfulStrategy

第一个Realm验证成功,整体认证将被视为成功,且后续Realm将被忽略

AllSuccessfulStrategy

所有Realm成功,认证才视为成功

ModularRealmAuthenticator内置的认证策略默认实现是AtLeastOneSuccessfulStrategy 方式,因为这种方式也是被广泛使用的一种认证策略。当然,你也可以通过配置文件定义你需要的策略,比如:

[main]

authcStrategy = org.apache.shiro.authc.pam.FirstSuccessfulStrategy

seurityManager.authenticator.authenticationStrategy = $authcStrategy

...

 

RealmAuthentication Order(Realm认证顺序)

从刚才提到的认证策略可以看到Realm在ModularRealmAuthenticator里面的顺序对认证是有影响的。ModularRealmAuthenticator 会读取配置在SecurityManager里的Realm。当执行认证时,它会遍历Realm集合,对所有支持提交的token的Realm调用getAuthenticationInfo 方法。

隐式排列(ImplicitOrdering)

当使用Shiro 的INI 配置文件格式时,根据你在INI文件中定义好的顺序依次被处理。比如:

blahRealm = com.company.blah.Realm

fooRealm = com.company.foo.Realm

barRealm = com.company.another.Realm

SecurityManager 根据这三个Realm 的配置顺序调用,依次是blahRealm,fooRealm 和barRealm顺序调用。与下面这样的效果是一样的。

securityManager.realms = $blahRealm, $fooRealm, $barRealm

使用这种方法,你并不需要设置SecurityManager 的Realm 属性——每个定义好的realm 将会自动地被添加到realm 的属性。

显示排列(ExplicitOrdering)

明确地定义Realm的先后顺序,显式地配置securityManager.realms 的属性以表明你需要引用的Realm和它们的调用顺序。比如:

blahRealm = com.company.blah.Realm

fooRealm = com.company.foo.Realm

barRealm = com.company.another.Realm

securityManager.realms = $fooRealm, $barRealm,$blahRealm

这样调用的顺序依次是fooRealm,barRealm和blahRealm。

 

RealmAuthentication(Realm认证)

Realm 实质上就是一个特定安全的DAO。Realm 通常和数据源是一对一的对应关系,如关系数据库,LDAP 目录,文件系统,或其他类似资源。

若Realm 支持一个提交的AuthenticationToken,那么Authenticator 将会调用该Realm 的getAuthenticationInfo(token)方法。这代表了一个与Realm的后备数据源的认证尝试。该方法按以下方法进行:

1. 为主要的识别信息(帐户识别信息)检查token。

2. 基于principal 在数据源中寻找相吻合的帐户数据。

3. 确保token 支持的credentials 匹配那些存储在数据源的。

4. 若credentials 匹配,返回一个封装了Shiro 能够理解的帐户数据格式的AuthenticationInfo 实例。

5. 若credentials 不匹配,则抛出AuthenticationException 异常。

在上述过程中,Realm有一个职责就是匹配提交的credentials 和那些存储在Realm 后备数据存储中的credentials。Shiro 本身拥有CredentialsMatcher 实现,如SimpleCredenticalsMatcher 和HashedCredentialsMatcher,但你也可以根据自己的逻辑自定义一个实现。比如:

[main]

customMatcher = com.company.shiro.realm.CustomCredentialsMatcher

myRealm = com.company.shiro.realm.MyRealm

myRealm.credentialsMatcher = $customMatcher

...

Shiro 中默认使用的是SimpleCredentialsMatcher,SimpleCredentialsMatcher 验证该密码是否与存储在数据库中的密码相同。SimpleCredentialsMatcher不仅仅为字符串执行直接相等比较。它能够处理大多数常用的字节码,像字符串,字符数组,字节数组,文件及输入流。

除此之外Shiro 还提供了HashedCredentialsMatcher,通过单向散列化方式实现一种更安全的方式存储终端用户的credentials。配置方式如下:

[main]

credentialsMatcher = org.apache.shiro.authc.credential.Sha256CredentialsMatcher

# base64 encoding, not hex in this example:

credentialsMatcher.storedCredentialsHexEncoded = false

credentialsMatcher.hashIterations = 1024

# This next property is only needed in Shiro 1.0. Remove it in 1.1 and later:

credentialsMatcher.hashSalted =true

myRealm = com.company……

myRealm.credentialsMatcher = $credentialsMathcer

...

 


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