身份验证,即在应用中谁能证明他就是他本人。一般提供如他们的身份ID一些标识信息来表明他就是他本人,如提供身份证,用户名/密码来证明。

在shiro中,用户需要提供principals (身份)和credentials(证明)给shiro,从而应用能验证用户身份:

principals:身份,即主体的标识属性,可以是任何东西,如用户名、邮箱等,唯一即可。一个主体可以有多个principals,但只有一个Primary principals,一般是用户名/密码/手机号。

credentials:证明/凭证,即只有主体知道的安全值,如密码/数字证书等。

最常见的principals和credentials组合就是用户名/密码了。接下来先进行一个基本的身份认证。

另外两个相关的概念是之前提到的SubjectRealm,分别是主体及验证主体的数据源。

2.2  环境准备

本文使用Maven构建,因此需要一点Maven知识。首先准备环境依赖:

<dependency>
<groupId>org.apache.shiro</groupId>
<artifactId>shiro-core</artifactId>
<version>1.3.2</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.slf4j</groupId>
<artifactId>slf4j-log4j12</artifactId>
<version>1.7.25</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>commons-logging</groupId>
<artifactId>commons-logging</artifactId>
<version>1.2</version>
</dependency>

2.3  登录/退出

1、首先准备一些用户身份/凭据(shiro.ini)

[users]
zhang=123
wang=123

2.准备一个log4j.properties日志配置文件

log4j.rootLogger=INFO, stdout

log4j.appender.stdout=org.apache.log4j.ConsoleAppender
log4j.appender.stdout.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.stdout.layout.ConversionPattern=%d %p [%c] - %m %n # General Apache libraries
log4j.logger.org.apache=WARN # Spring
log4j.logger.org.springframework=WARN # Default Shiro logging
log4j.logger.org.apache.shiro=TRACE # Disable verbose logging
log4j.logger.org.apache.shiro.util.ThreadContext=WARN
log4j.logger.org.apache.shiro.cache.ehcache.EhCache=WARN

3、测试用例

public class Quickstart {

    private static final transient Logger log = LoggerFactory.getLogger(Quickstart.class);
public static void main(String[] args) {
Factory<SecurityManager> factory = new IniSecurityManagerFactory("classpath:shiro.ini");
SecurityManager securityManager = factory.getInstance();
SecurityUtils.setSecurityManager(securityManager);
Subject currentUser = SecurityUtils.getSubject();
if (!currentUser.isAuthenticated()) {
UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken("lonestarr", "vespa");
token.setRememberMe(true);
try {
currentUser.login(token);
} catch (UnknownAccountException uae) {
log.info("There is no user with username of " + token.getPrincipal());
} catch (IncorrectCredentialsException ice) {
log.info("Password for account " + token.getPrincipal() + " was incorrect!");
} catch (LockedAccountException lae) {
log.info("The account for username " + token.getPrincipal() + " is locked. " +
"Please contact your administrator to unlock it.");
}
catch (AuthenticationException ae) {
}
}
currentUser.logout();
System.exit(0);
}
}

2.1、首先通过new IniSecurityManagerFactory并指定一个ini配置文件来创建一个SecurityManager工厂;

2.2、接着获取SecurityManager并绑定到SecurityUtils,这是一个全局设置,设置一次即可;

2.3、通过SecurityUtils得到Subject,其会自动绑定到当前线程;如果在web环境在请求结束时需要解除绑定;然后获取身份验证的Token,如用户名/密码;

2.4、调用subject.login方法进行登录,其会自动委托给SecurityManager.login方法进行登录;

2.5、如果身份验证失败请捕获AuthenticationException或其子类,常见的如:DisabledAccountException(禁用的帐号)、LockedAccountException(锁定的帐号)、UnknownAccountException(错误的帐号)、ExcessiveAttemptsException(登录失败次数过多)、IncorrectCredentialsException (错误的凭证)、ExpiredCredentialsException(过期的凭证)等

2.6、最后可以调用subject.logout退出,其会自动委托给SecurityManager.logout方法退出。

从如上代码可总结出身份验证的步骤:

1、收集用户身份/凭证,即如用户名/密码;

2、调用Subject.login进行登录,如果失败将得到相应的AuthenticationException异常,根据异常提示用户错误信息;否则登录成功;

3、最后调用Subject.logout进行退出操作。

2.4  身份认证流程

1、首先调用Subject.login(token)进行登录,其会自动委托给Security Manager,调用之前必须通过SecurityUtils. setSecurityManager()设置;

2、SecurityManager负责真正的身份验证逻辑;它会委托给Authenticator进行身份验证;

3、Authenticator才是真正的身份验证者,Shiro API中核心的身份认证入口点,此处可以自定义插入自己的实现;

4、Authenticator可能会委托给相应的AuthenticationStrategy进行多Realm身份验证,默认ModularRealmAuthenticator会调用AuthenticationStrategy进行多Realm身份验证;

5、Authenticator会把相应的token传入Realm,从Realm获取身份验证信息,如果没有返回/抛出异常表示身份验证失败了。此处可以配置多个Realm,将按照相应的顺序及策略进行访问。

2.5  Realm

Realm:域,Shiro从从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。如我们之前的ini配置方式将使用org.apache.shiro.realm.text.IniRealm。

org.apache.shiro.realm.Realm接口如下:

String getName(); //返回一个唯一的Realm名字
boolean supports(AuthenticationToken token); //判断此Realm是否支持此Token
AuthenticationInfo getAuthenticationInfo(AuthenticationToken token)
throws AuthenticationException; //根据Token获取认证信息

Realm配置

1、自定义Realm实现:

public class MyRealm1 implements Realm {
@Override
public String getName() {
return "myrealm1";
}
@Override
public boolean supports(AuthenticationToken token) {
//仅支持UsernamePasswordToken类型的Token
return token instanceof UsernamePasswordToken;
}
@Override
public AuthenticationInfo getAuthenticationInfo(AuthenticationToken token) throws AuthenticationException {
String username = (String)token.getPrincipal(); //得到用户名
String password = new String((char[])token.getCredentials()); //得到密码
if(!"zhang".equals(username)) {
throw new UnknownAccountException(); //如果用户名错误
}
if(!"123".equals(password)) {
throw new IncorrectCredentialsException(); //如果密码错误
}
//如果身份认证验证成功,返回一个AuthenticationInfo实现;
return new SimpleAuthenticationInfo(username, password, getName());
}
}

2、ini配置文件指定自定义Realm实现(shiro-realm.ini)

#声明一个realm
myRealm1=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter2.realm.MyRealm1
#指定securityManager的realms实现
securityManager.realms=$myRealm1

3、测试用例请参考上述登录测试方法,只需要把之前的shiro.ini配置文件改成shiro-realm.ini即可。

Realm配置

1、ini配置文件(shiro-multi-realm.ini)

#声明一个realm
myRealm1=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter2.realm.MyRealm1
myRealm2=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter2.realm.MyRealm2
#指定securityManager的realms实现
securityManager.realms=$myRealm1,$myRealm2

securityManager会按照realms指定的顺序进行身份认证。此处我们使用显示指定顺序的方式指定了Realm的顺序,如果删除“securityManager.realms=$myRealm1,$myRealm2”,那么securityManager会按照realm声明的顺序进行使用,当我们显示指定realm后,其他没有指定realm将被忽略,如“securityManager.realms=$myRealm1”,那么myRealm2不会被自动设置进去。

2、测试用例请参考上述登录测试方法,只需要把之前的shiro-realm.ini配置文件改成shiro-multi-realm.ini即可。

Shiro默认提供的Realm

以后一般继承AuthorizingRealm(授权)即可;其继承了AuthenticatingRealm(即身份验证),而且也间接继承了CachingRealm(带有缓存实现)。

2.6  Authenticator及AuthenticationStrategy

Authenticator的职责是验证用户帐号,是Shiro API中身份验证核心的入口点:

public AuthenticationInfo authenticate(AuthenticationToken authenticationToken)  throws AuthenticationException;   

SecurityManager接口继承了Authenticator,另外还有一个ModularRealmAuthenticator实现,其委托给多个Realm进行验证,验证规则通过AuthenticationStrategy接口指定,默认提供的实现:

FirstSuccessfulStrategy:只要有一个Realm验证成功即可,只返回第一个Realm身份验证成功的认证信息,其他的忽略;

AtLeastOneSuccessfulStrategy:只要有一个Realm验证成功即可,和FirstSuccessfulStrategy不同,返回所有Realm身份验证成功的认证信息;

AllSuccessfulStrategy:所有Realm验证成功才算成功,且返回所有Realm身份验证成功的认证信息,如果有一个失败就失败了。

ModularRealmAuthenticator默认使用AtLeastOneSuccessfulStrategy策略。

假设我们有三个realm:

myRealm1: 用户名/密码为zhang/123时成功,且返回身份/凭据为zhang/123;

myRealm2: 用户名/密码为wang/123时成功,且返回身份/凭据为wang/123;

myRealm3: 用户名/密码为zhang/123时成功,且返回身份/凭据为zhang@163.com/123,和myRealm1不同的是返回时的身份变了;

1、ini配置文件(shiro-authenticator-all-success.ini)

#指定securityManager的authenticator实现
authenticator=org.apache.shiro.authc.pam.ModularRealmAuthenticator
securityManager.authenticator=$authenticator #指定securityManager.authenticator的authenticationStrategy
allSuccessfulStrategy=org.apache.shiro.authc.pam.AllSuccessfulStrategy
securityManager.authenticator.authenticationStrategy=$allSuccessfulStrategy myRealm1=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter2.realm.MyRealm1
myRealm2=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter2.realm.MyRealm2
myRealm3=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter2.realm.MyRealm3
securityManager.realms=$myRealm1,$myRealm3

2.1、首先通用化登录逻辑

private void login(String configFile) {
//1、获取SecurityManager工厂,此处使用Ini配置文件初始化SecurityManager
Factory<org.apache.shiro.mgt.SecurityManager> factory =
new IniSecurityManagerFactory(configFile); //2、得到SecurityManager实例 并绑定给SecurityUtils
org.apache.shiro.mgt.SecurityManager securityManager = factory.getInstance();
SecurityUtils.setSecurityManager(securityManager); //3、得到Subject及创建用户名/密码身份验证Token(即用户身份/凭证)
Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken("zhang", "123"); subject.login(token);
}

2.2、测试AllSuccessfulStrategy成功:

@Test
public void testAllSuccessfulStrategyWithSuccess() {
login("classpath:shiro-authenticator-all-success.ini");
Subject subject = SecurityUtils.getSubject(); //得到一个身份集合,其包含了Realm验证成功的身份信息
PrincipalCollection principalCollection = subject.getPrincipals();
//使用Junit4提供的断言
Assert.assertEquals(2, principalCollection.asList().size());
}

即PrincipalCollection包含了zhang和zhang@163.com身份信息。

2.3、测试AllSuccessfulStrategy失败:

@Test(expected = UnknownAccountException.class)
public void testAllSuccessfulStrategyWithFail() {
login("classpath:shiro-authenticator-all-fail.ini");
Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
}

shiro-authenticator-all-fail.ini与shiro-authenticator-all-success.ini不同的配置是使用了securityManager.realms=$myRealm1,$myRealm2;即myRealm验证失败。

对于AtLeastOneSuccessfulStrategy和FirstSuccessfulStrategy的区别,请参照testAtLeastOneSuccessfulStrategyWithSuccess和testFirstOneSuccessfulStrategyWithSuccess测试方法。唯一不同点一个是返回所有验证成功的Realm的认证信息;另一个是只返回第一个验证成功的Realm的认证信息。

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