SpringBoot+Shiro权限管理

Shiro是一个强大的Java安全框架，提供了身份验证、授权、加密、会话管理以及与Web集成等多种安全功能。以下是对Shiro权限管理的详细总结：

一、Shiro权限管理的基本概念

权限管理，一般指根据系统设置的安全规则或者安全策略，用户可以访问而且只能访问自己被授权的资源。Shiro框架通过一系列组件和过滤器，实现了对系统资源的细粒度访问控制。

1. Subject：Shiro的核心对象，代表当前用户或系统操作主体。Subject可以是一个人或者任何其他的系统用户，通过Subject可以进行登录、退出、权限判断等操作。
2. SecurityManager：Shiro的核心管理器，负责管理所有Subject。负责协调认证和授权的过程，处理身份验证、授权、会话管理等功能。
3. Realm：用于验证用户身份和获取用户的角色及权限信息的数据源。Realm主要负责从数据源（如数据库）中获取身份验证和授权信息。

二、Shiro权限管理的核心组件

1. Realm：领域，相当于datasource数据源，securityManager进行安全认证需要通过Realm获取用户权限数据。如果用户身份数据在数据库，那么realm就需要从数据库获取用户身份信息。注意，不要把realm理解成只是从数据源取数据，在realm中还有认证授权校验的相关的代码。

2. SecurityManager：安全管理器，对全部的subject进行安全管理，它是shiro的核心，负责对所有的subject进行安全管理。通过SecurityManager可以完成subject的认证、授权等，实质上SecurityManager是通过Authenticator进行认证，通过Authorizer进行授权，通过SessionManager进行会话管理等。SecurityManager是一个接口，继承了Authenticator、Authorizer、SessionManager这三个接口。

   • Authenticator：认证器，对用户身份进行认证。Authenticator是一个接口，shiro提供ModularRealmAuthenticator实现类，通过ModularRealmAuthenticator基本上可以满足大多数需求，也可以自定义认证器。
   • Authorizer：授权器，用户通过认证器认证通过，在访问功能时需要通过授权器判断用户是否有此功能的操作权限。
   • SessionManager：会话管理，shiro框架定义了一套会话管理，它不依赖web容器的session，所以shiro可以使用在非web应用上，也可以将分布式应用的会话集中在一点管理，此特性可使它实现单点登录。

3. SessionDAO：会话dao，是对session会话操作的一套接口，比如要将session存储到数据库，可以通过jdbc将会话存储到数据库。

4. CacheManager：缓存管理，将用户权限数据存储在缓存，这样可以提高性能。

5. Cryptography：密码管理，shiro提供了一套加密/解密的组件，方便开发。比如提供常用的散列、加/解密等功能。

三、Shiro权限管理的实现原理

Shiro权限管理的实现原理主要是通过安全管理器SecurityManager来管理Subject对象，Subject对象代表了当前用户或操作主体。通过Realm从数据源中获取用户的身份验证和授权信息，然后使用SecurityManager进行用户身份验证和权限控制。

1. 用户通过浏览器发起请求，服务端接收请求并进行登录认证操作。
2. 服务端向用户发送会话cookie，标识用户身份信息，此时会话正式建立。用户再次发起请求时，将会话cookie带在HTTP头中发送给服务端。
3. 服务端接收到请求后，根据cookie和Shiro框架内置的Session中的会话信息，生成合法的Subject对象。
4. Subject对象根据原有角色信息，调用相应的Realm实例，进行登录权限认证。Realm会查询数据库或其他存储源来获取用户的身份验证信息，并进行比对。

根据登录成功后获取的角色、访问权限等信息，通过Web工具根据URL访问的信息，进行权限认证。Shiro通过注解、AOP增强等技术，在程序运行时保证用户拥有相应的访问权限。当用户尝试访问系统资源时，Shiro会检查其安全对象中是否包含对该资源的访问权限。如果用户没有足够的权限，将会被拒绝访问。

四、Shiro权限管理的应用场景

Shiro适用于各种Java应用程序的安全控制，以下是一些Shiro适用的场景：

1. Web应用程序：Shiro可以为Web应用程序提供身份认证和授权功能，从而保护Web应用程序的安全性和可靠性。
2. RESTful API：Shiro可以为RESTful API提供身份认证和授权功能，从而保护API的数据安全和隐私性。
3. 分布式系统：Shiro可以为分布式系统提供身份认证和授权功能，从而保护系统的安全性和一致性。
4. 单点登录系统：Shiro可以为单点登录系统提供身份认证和授权功能，从而简化用户的登录流程和提高系统的可用性。
5. 企业级应用：Shiro可以为企业级应用提供身份认证和授权功能，从而保护企业的安全性和合规性。

五、Shiro权限管理的优势

1. 灵活性：Shiro提供了灵活的扩展性和可配置性，可以根据具体需求定制自己的安全策略和实现。
2. 性能优化：Shiro内置了缓存机制，可以提高系统的性能和响应速度。
3. 易用性：Shiro提供了丰富的API和文档，可以方便地与其他框架或工具集成。
4. 安全性高：Shiro内置了多种安全机制，如加密、防止跨站点脚本攻击、防止会话劫持等，可以保护系统不受各种安全威胁。

六、Shiro权限管理的实现步骤

1. 配置Shiro：在项目的配置文件（如Spring的配置文件）中配置Shiro的相关组件，包括SecurityManager、Realm等。
2. 创建Realm：实现Realm接口，重写doGetAuthorizationInfo和doGetAuthenticationInfo方法，用于获取用户的权限信息和身份验证信息。
3. 编写认证和授权逻辑：在需要认证和授权的地方，通过Subject对象调用相应的认证和授权方法。例如，可以使用@RequiresRoles和@RequiresPermissions注解来指定访问某个方法所需的角色或权限。
4. 处理认证和授权结果：根据认证和授权的结果，执行相应的操作。例如，如果认证失败，可以抛出异常或返回错误信息；如果授权失败，可以拒绝用户访问相应的资源。

七、Shiro权限管理的注意事项

1. 权限设计：权限设计不能太过于复杂，否则性能会下降。应该根据实际需求，合理设计角色和权限的划分。
2. 安全性：在使用Shiro进行权限管理时，需要注意安全性问题。例如，应该避免将敏感信息明文存储在数据库中，应该使用加密技术来保护敏感信息的安全性。
3. 性能优化：Shiro内置了缓存机制，可以提高系统的性能和响应速度。但是，在使用缓存时，需要注意缓存的一致性和过期时间等问题。
4. 与其他框架的集成：Shiro可以方便地与其他框架或工具集成，如Spring、Hibernate等。但是，在集成时需要注意版本兼容性和配置问题。

八、Shiro权限管理的案例

以下是一个使用Shiro框架进行权限管理的Java Web应用程序示例：

1. 引入Shiro依赖：在项目的pom.xml文件中引入Shiro的依赖。
2. 配置Shiro：在Spring的配置文件中配置Shiro的相关组件，包括SecurityManager、Realm等。
3. 创建Realm：实现Realm接口，重写doGetAuthorizationInfo和doGetAuthenticationInfo方法，用于获取用户的权限信息和身份验证信息。
4. 编写控制器：在控制器中使用@RequiresRoles和@RequiresPermissions注解来指定访问某个方法所需的角色或权限。
5. 处理认证和授权结果：根据认证和授权的结果，执行相应的操作。例如，如果认证失败，可以返回错误信息；如果授权失败，可以拒绝用户访问相应的资源。

通过以上步骤，就可以实现一个简单的基于Shiro的权限管理系统。该系统可以根据用户的角色和权限信息，控制用户对应用程序资源的访问权限，从而保护应用程序的安全性和可靠性。

总之，Shiro是一个强大且易用的Java安全框架，提供了身份验证、授权、加密和会话管理等多种安全功能。通过合理地使用Shiro的权限管理功能，可以有效地保护应用程序的资源安全，提高系统的安全性和可靠性。