shiro入门与认证原理
一、shiro介绍
1、什么是shiro
shiro是apache的一个开源框架，是一个权限管理的框架，实现 用户认证、用户授权。
2、shiro的优点
(1)shiro将安全认证相关的功能抽取出来组成一个框架，使用shiro就可以非常快速的完成认证、授权等功能的开发，降低系统成本。
(2)shiro使用广泛，shiro可以运行在web应用，非web应用，集群分布式应用中越来越多的用户开始使用shiro。
(3)java领域中spring security(原名Acegi)也是一个开源的权限管理框架，但是spring security依赖spring运行，而shiro就相对独立，最主要是因为shiro使用简单、灵活，所以现在越来越多的用户选择shiro。
3、shiro的架构
(1)Subject
Subject即主体，外部应用与subject进行交互，subject记录了当前操作用户，将用户的概念理解为当前操作的主体，可能是一个通过浏览器请求的用户，也可能是一个运行的程序。 Subject在shiro中是一个接口，接口中定义了很多认证授相关的方法，外部程序通过subject进行认证授，而subject是通过SecurityManager安全管理器进行认证授权
(2)SecurityManager
SecurityManager即安全管理器，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。
(3)Authenticator
Authenticator即认证器，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。
(4)Authorizer
Authorizer即授权器，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。
(5)realm
Realm即领域，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，比如：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。
(6)sessionManager
sessionManager即会话管理，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。
(7)SessionDAO
SessionDAO即会话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。
(8)CacheManager
CacheManager即缓存管理，将用户权限数据存储在缓存，这样可以提高性能。
(9)Cryptography
Cryptography即密码管理，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。
4.依赖jar包
(1)maven方式
<dependency>
<groupId>org.apache.shiro</groupId>
<artifactId>shiro-core</artifactId>
<version>1.2.3</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.shiro</groupId>
<artifactId>shiro-web</artifactId>
<version>1.2.3</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.shiro</groupId>
<artifactId>shiro-spring</artifactId>
<version>1.2.3</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.shiro</groupId>
<artifactId>shiro-ehcache</artifactId>
<version>1.2.3</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.shiro</groupId>
<artifactId>shiro-quartz</artifactId>
<version>1.2.3</version>
</dependency>
//也可以通过引入shiro-all包括shiro所有的包：
<dependency>
<groupId>org.apache.shiro</groupId>
<artifactId>shiro-all</artifactId>
<version>1.2.3</version>
</dependency>
(2)导入方式的jar包
二、shiro认证
1、认证流程
2、入门程序（用户登陆和退出）
创建一个Java工程，其目录结构如下
（1）创建shiro_first.ini文件，通过此配置文件创建securityManager工厂。
#对用户信息进行配置
[users]
#用户名和密码
zhangsan=111111
lisi=111111
（2）测试代码
public void test1(){
//创建安全管理器 SecurityManager工厂
Factory<SecurityManager> factory = new IniSecurityManagerFactory("classpath:config/shiro-first.ini");
//创建安全管理器SecurityManager
SecurityManager securityManager = factory.getInstance();
//将SecurityManager设置到当前运行环境中
SecurityUtils.setSecurityManager(securityManager);
//从SecurityUtils里面创建一个主体
Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
//创建认证使用的token
UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken("zhangsan","1111111");
//subject提交认证
try{
subject.login(token);
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
//是否认证通过
boolean isAuthenticate = subject.isAuthenticated();
System.out.println("通过认证："+isAuthenticate);
System.out.println("是否认证通过：" + isAuthenticated);
//退出操作
subject.logout();
//是否认证通过
isAuthenticated = subject.isAuthenticated();
System.out.println("是否认证通过：" + isAuthenticated);
}
（3）执行流程分析
1、通过ini配置文件创建securityManager
2、调用subject.login方法主体提交认证，提交的token
3、securityManager进行认证，securityManager最终由ModularRealmAuthenticator进行认证。
4、ModularRealmAuthenticator调用IniRealm(给realm传入token) 去ini配置文件中查询用户信息
5、IniRealm根据输入的token（UsernamePasswordToken）从 shiro-first.ini查询用户信息，根据账号查询用户信息（账号和密码）
如果查询到用户信息，就给ModularRealmAuthenticator返回用户信息（账号和密码）
如果查询不到，就给ModularRealmAuthenticator返回null
6、ModularRealmAuthenticator接收IniRealm返回Authentication认证信息
如果返回的认证信息是null，ModularRealmAuthenticator抛出异常（org.apache.shiro.authc.UnknownAccountException）
如果返回的认证信息不是null（说明inirealm找到了用户），对IniRealm返回用户密码 （在ini文件中存在）和 token中的密码 进行对比，如果不一致抛出异常（org.apache.shiro.authc.IncorrectCredentialsException）
（4）总结
ModularRealmAuthenticator作用进行认证，需要调用realm查询用户信息（在数据库中存在用户信息）
ModularRealmAuthenticator进行密码对比（认证过程）。
realm：需要根据token中的身份信息去查询数据库（入门程序使用ini配置文件），如果查到用户返回认证信息，如果查询不到返回null
3、自定义realm
（1）定义realm要实现AuthorizingRealm接口
public class CustomerRealm extends AuthorizingRealm {
@Override
public void setName(String name) {
super.setName(name);
}
@Override
protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(AuthenticationToken authenticationToken) throws AuthenticationException {
//从token中取出身份信息
String userCode = (String) authenticationToken.getPrincipal();
//从数据库中去查询该用户是否存在
//如果查询不到就返回 null
//如果查询到了，就获取该用户的密码
String password = "111111";
//返回认证信息
SimpleAuthenticationInfo simpleAuthenticationInfo = new SimpleAuthenticationInfo(userCode,password,this.getName());
return simpleAuthenticationInfo;
}
@Override
protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(PrincipalCollection principalCollection) {
return null;
}
}
（2）需要在shiro-realm.ini配置realm注入到securityManager中。
[main]
#自定义realm
customRealm=com.jack.realm.CustomerRealm
#将realm设置到securityManager
securityManager.realms=$customRealm
（3）测试代码
public void test2(){
//创建安全管理器 SecurityManager工厂
Factory<SecurityManager> factory = new IniSecurityManagerFactory("classpath:config/shiro-realm.ini");
//创建安全管理器SecurityManager
SecurityManager securityManager = factory.getInstance();
//将SecurityManager设置到当前运行环境中
SecurityUtils.setSecurityManager(securityManager);
//从SecurityUtils里面创建一个主体
Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
//创建认证使用的token
UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken("zhangsan","111111");
//subject提交认证
try{
subject.login(token);
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
//是否认证通过
boolean isAuthenticate = subject.isAuthenticated();
System.out.println("通过认证："+isAuthenticate);
}
4、散列算法
（1）介绍
通常需要对密码 进行散列，常用的有md5、sha，
对md5密码，如果知道散列后的值可以通过穷举算法，得到md5密码对应的明文。
建议对md5进行散列时加salt（盐），进行加密相当 于对原始密码+盐进行散列。
正常使用时散列方法：
在程序中对原始密码+盐进行散列，将散列值存储到数据库中，并且还要将盐也要存储在数据库中。
如果进行密码对比时，使用相同 方法，将原始密码+盐进行散列，进行比对。
(2)md5散列测试程序
//md5加密，不加盐
String password_md5 = new Md5Hash("111111").toString();
System.out.println("md5加密，不加盐="+password_md5);
//md5加密，加盐，一次散列
String password_md5_sale_1 = new Md5Hash("111111", "eteokues", 1).toString();
System.out.println("password_md5_sale_1="+password_md5_sale_1);
String password_md5_sale_2 = new Md5Hash("111111", "uiwueylm", 1).toString();
System.out.println("password_md5_sale_2="+password_md5_sale_2);
//两次散列相当于md5(md5())
//使用SimpleHash
String simpleHash = new SimpleHash("MD5", "111111", "eteokues",1).toString();
System.out.println(simpleHash);
（3）自定义realm支持散列算法
//继承AuthorizingRealm类，实现自定义realm
public class CustomerRealmMd5 extends AuthorizingRealm {
@Override
public void setName(String name) {
super.setName(name);
}
@Override
protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(AuthenticationToken authenticationToken) throws AuthenticationException {
//从token中取出身份信息
String userCode = (String) authenticationToken.getPrincipal();
//从数据库中去查询该用户是否存在
//如果查询不到就返回 null
//如果查询到了，就获取该用户的密码
String password = "745c144d7721368a3257dcd0f728e4f1";
//从数据库获取salt信息
String salt = "adfgx";
//返回认证信息
SimpleAuthenticationInfo simpleAuthenticationInfo = new
SimpleAuthenticationInfo(userCode,password, ByteSource.Util.bytes(salt),this.getName());
return simpleAuthenticationInfo;
}
@Override
protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(PrincipalCollection principalCollection) {
return null;
}
}
（4）定义散列的凭证匹配器
[main]
#定义凭证匹配器
credentialsMatcher=org.apache.shiro.authc.credential.HashedCredentialsMatcher
#散列算法
credentialsMatcher.hashAlgorithmName=md5
#散列次数
credentialsMatcher.hashIterations=1
#将凭证匹配器设置到realm
customRealm=com.jack.realm.CustomerRealmMd5
customRealm.credentialsMatcher=$credentialsMatcher
securityManager.realms=$customRealm
