shiro教程系列
1 shiro介绍
1.1 什么是shiro
Shiro是apache旗下一个开源框架，它将软件系统的安全认证相关的功能抽取出来，实现用户身份认证，权限授权、加密、会话管理等功能，组成了一个通用的安全认证框架。
1.2 为什么要学shiro
既然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。
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。
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。
1.3 Shiro架构
1.3.1 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
1.3.2 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。
1.3.3 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。
1.3.4 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。
1.3.5 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。
1.3.6 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。
1.3.7 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。
1.3.8 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。
1.3.9 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。
1.4 shiro的jar包
与其它java开源框架类似，将shiro的jar包加入项目就可以使用shiro提供的功能了。shiro-core是核心包必须选用，还提供了与web整合的shiro-web、与spring整合的shiro-spring、与任务调度quartz整合的shiro-quartz等，下边是shiro各jar包的maven坐标。
<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>
参考lib目录 ：
2 shiro认证
2.1 认证流程
2.2 入门程序（用户登陆和退出）
2.2.1 创建java工程
jdk版本：1.7.0_72
eclipse：elipse-indigo
2.2.2 加入shiro-core的Jar包及依赖包
2.2.3 log4j.properties日志配置文件
log4j.rootLogger=debug, 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
2.2.4 shiro.ini
通过Shiro.ini配置文件初始化SecurityManager环境。
配置 eclipse支持ini文件编辑：
在eclipse配置后，在classpath创建shiro.ini配置文件，为了方便测试将用户名和密码配置的shiro.ini配置文件中：
[users]
zhang=123
lisi=123
2.2.5 认证代码
// 用户登陆、用户退出
@Test
public void testLoginLogout() {
// 构建SecurityManager工厂，IniSecurityManagerFactory可以从ini文件中初始化SecurityManager环境
Factory<SecurityManager> factory = new IniSecurityManagerFactory(
"classpath:shiro.ini");
// 通过工厂创建SecurityManager
SecurityManager securityManager = factory.getInstance();
// 将securityManager设置到运行环境中
SecurityUtils.setSecurityManager(securityManager);
// 创建一个Subject实例，该实例认证要使用上边创建的securityManager进行
Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
// 创建token令牌，记录用户认证的身份和凭证即账号和密码
UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken("zhang", "123");
try {
// 用户登陆
subject.login(token);
} catch (AuthenticationException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
// 用户认证状态
Boolean isAuthenticated = subject.isAuthenticated();
System.out.println("用户认证状态：" + isAuthenticated);
// 用户退出
subject.logout();
isAuthenticated = subject.isAuthenticated();
System.out.println("用户认证状态：" + isAuthenticated);
}
2.2.6 认证执行流程
1、 创建token令牌，token中有用户提交的认证信息即账号和密码
2、 执行subject.login(token)，最终由securityManager通过Authenticator进行认证
3、 Authenticator的实现ModularRealmAuthenticator调用realm从ini配置文件取用户真实的账号和密码，这里使用的是IniRealm（shiro自带）
4、 IniRealm先根据token中的账号去ini中找该账号，如果找不到则给ModularRealmAuthenticator返回null，如果找到则匹配密码，匹配密码成功则认证通过。
2.2.7 常见的异常
UnknownAccountException
账号不存在异常如下：
org.apache.shiro.authc.UnknownAccountException: No account found for user。。。。
IncorrectCredentialsException
当输入密码错误会抛此异常，如下：
org.apache.shiro.authc.IncorrectCredentialsException: Submitted credentials for token [org.apache.shiro.authc.UsernamePasswordToken - zhangsan, rememberMe=false] did not match the expected credentials.
更多如下：
DisabledAccountException（帐号被禁用）
LockedAccountException（帐号被锁定）
ExcessiveAttemptsException（登录失败次数过多）
ExpiredCredentialsException（凭证过期）等
2.3 自定义Realm
上边的程序使用的是Shiro自带的IniRealm，IniRealm从ini配置文件中读取用户的信息，大部分情况下需要从系统的数据库中读取用户信息，所以需要自定义realm。
2.3.1 shiro提供的realm
最基础的是Realm接口，CachingRealm负责缓存处理，AuthenticationRealm负责认证，AuthorizingRealm负责授权，通常自定义的realm继承AuthorizingRealm。
2.3.2 自定义Realm
public class CustomRealm1 extends AuthorizingRealm {
@Override
public String getName() {
return "customRealm1";
}
//支持UsernamePasswordToken
@Override
public boolean supports(AuthenticationToken token) {
return token instanceof UsernamePasswordToken;
}
//认证
@Override
protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(
AuthenticationToken token) throws AuthenticationException {
//从token中 获取用户身份信息
String username = (String) token.getPrincipal();
//拿username从数据库中查询
//....
//如果查询不到则返回null
if(!username.equals("zhang")){//这里模拟查询不到
return null;
}
//获取从数据库查询出来的用户密码
String password = "123";//这里使用静态数据模拟。。
//返回认证信息由父类AuthenticatingRealm进行认证
SimpleAuthenticationInfo simpleAuthenticationInfo = new SimpleAuthenticationInfo(
username, password, getName());
return simpleAuthenticationInfo;
}
//授权
@Override
protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(
PrincipalCollection principals) {
// TODO Auto-generated method stub
return null;
}
}
2.3.3 shiro-realm.ini
[main]
#自定义 realm
customRealm=com.sihai.shiro.authentication.realm.CustomRealm1
#将realm设置到securityManager
securityManager.realms=$customRealm
2.3.4 测试代码
测试代码同入门程序，将ini的地址修改为shiro-realm.ini。
分别模拟账号不存在、密码错误、账号和密码正确进行测试。
2.4 散列算法
散列算法一般用于生成一段文本的摘要信息，散列算法不可逆，将内容可以生成摘要，无法将摘要转成原始内容。散列算法常用于对密码进行散列，常用的散列算法有MD5、SHA。
一般散列算法需要提供一个salt（盐）与原始内容生成摘要信息，这样做的目的是为了安全性，比如：111111的md5值是：96e79218965eb72c92a549dd5a330112，拿着“96e79218965eb72c92a549dd5a330112”去md5破解网站很容易进行破解，如果要是对111111和salt（盐，一个随机数）进行散列，这样虽然密码都是111111加不同的盐会生成不同的散列值。
2.4.1 例子
//md5加密，不加盐
String password_md5 = new Md5Hash("111111").toString();
System.out.println("md5加密，不加盐="+password_md5);
//md5加密，加盐，一次散列
String password_md5_sale_1 = new Md5Hash("111111", "eteokues", 1).toString();
System.out.println("password_md5_sale_1="+password_md5_sale_1);
String password_md5_sale_2 = new Md5Hash("111111", "uiwueylm", 1).toString();
System.out.println("password_md5_sale_2="+password_md5_sale_2);
//两次散列相当于md5(md5())
//使用SimpleHash
String simpleHash = new SimpleHash("MD5", "111111", "eteokues",1).toString();
System.out.println(simpleHash);
2.4.2 在realm中使用
实际应用是将盐和散列后的值存在数据库中，自动realm从数据库取出盐和加密后的值由shiro完成密码校验。
2.4.2.1 自定义realm
@Override
protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(
AuthenticationToken token) throws AuthenticationException {
//用户账号
String username = (String) token.getPrincipal();
//根据用户账号从数据库取出盐和加密后的值
//..这里使用静态数据
//如果根据账号没有找到用户信息则返回null，shiro抛出异常“账号不存在”
//按照固定规则加密码结果 ，此密码 要在数据库存储，原始密码 是111111，盐是eteokues
String password = "cb571f7bd7a6f73ab004a70322b963d5";
//盐，随机数，此随机数也在数据库存储
String salt = "eteokues";
//返回认证信息
SimpleAuthenticationInfo simpleAuthenticationInfo = new SimpleAuthenticationInfo(
username, password, ByteSource.Util.bytes(salt),getName());
return simpleAuthenticationInfo;
}
2.4.2.2 realm配置
配置shiro-cryptography.ini
[main]
#定义凭证匹配器
credentialsMatcher=org.apache.shiro.authc.credential.HashedCredentialsMatcher
#散列算法
credentialsMatcher.hashAlgorithmName=md5
#散列次数
credentialsMatcher.hashIterations=1
#将凭证匹配器设置到realm
customRealm=com.sihai.shiro.authentication.realm.CustomRealm2
customRealm.credentialsMatcher=$credentialsMatcher
securityManager.realms=$customRealm
2.4.2.3 测试代码
测试代码同上个章节，注意修改ini路径。