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分类: Java

2006-08-30 18:32:57

Acegi安全系统,是一个用于Spring Framework的安全框架,能够和目前流行的Web容器无缝集成。它使用了Spring的方式提供了安全和认证安全服务,包括使用Bean Context,拦截器和面向接口的编程方式。因此,Acegi安全系统能够轻松地适用于复杂的安全需求。

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           Acegi安全系统,是一个用于Spring Framework的安全框架,能够和目前流行的Web容器无缝集成。它使用了Spring的方式提供了安全和认证安全服务,包括使用Bean Context,拦截器和面向接口的编程方式。因此,Acegi安全系统能够轻松地适用于复杂的安全需求。
       安全涉及到两个不同的概念,认证和授权。前者是关于确认用户是否确实是他们所宣称的身份。授权则是关于确认用户是否有允许执行一个特定的操作。
       在Acegi安全系统中,需要被认证的用户,系统或代理称为"Principal"。Acegi安全系统和其他的安全系统不同,它并没有角色和用户组的概念。
Acegi系统设计
  关键组件
      Acegi安全系统包含以下七个关键的功能组件:
        1 Authentication对象,包含了Principal,Credential和Principal的授权信息。同时还可以包含关于发起认证请求的客户的其他信息,如IP地址。
        2 ContextHolder对象,使用ThreadLocal储存Authentication对象的地方。
        3 AuthenticationManager,用于认证ContextHolder中的Authentication对象。
        4 AccessDecissionManager,用于授权一个特定的操作。
        5 RunAsManager,当执行特定的操作时,用于选择性地替换Authentication对象。
        6 Secure Object拦截器,用于协调AuthenticationManager,AccessDecissionManager,RunAsManager和特定操作的执行。
        7 ObjectDefinitionSource,包含了特定操作的授权定义。
      这七个关键的功能组件的关系如下图所示(图中灰色部分是关键组件):


安全管理对象
       Acegi安全系统目前支持两类安全管理对象。
       第一类的安全管理对象管理AOP Alliance的MethodInvocation,开发人员可以用它来保护Spring容器中的业务对象。为了使Spring管理的Bean可以作为MethodInvocation来使用,Bean可以通过ProxyFactoryBean和BeanNameAutoProxyCreator来管理,就像在Spring的事务管理一样使用。
       第二类是FilterInvocation。它用过滤器(Filter)来创建,并简单地包装了HTTP的ServletRequest,ServletResponse和FilterChain。FilterInvocation可以用来保护HTTP资源。通常,开发人员并不需要了解它的工作机制,因为他们只需要将Filter加入web.xml,Acegi安全系统就可以工作了。

安全配置参数
       每个安全管理对象都可以描述数量不限的各种安全认证请求。例如,MethodInvocation对象可以描述带有任意参数的任意方法的调用,而FilterInvocation可以描述任意的HTTP URL。
       Acegi安全系统需要记录应用于每个认证请求的安全配置参数。例如,对于BankManager.getBalance(int accountNumber)方法和BankManager.approveLoan(int applicationNumber)方法,它们需要的认证请求的安全配置很不相同。
       为了保存不同的认证请求的安全配置,需要使用配置参数。从实现的视角来看,配置参数使用ConfigAttribute接口来表示。Acegi安全系统提供了ConfigAttribute接口的一个实现,SecurityConfig,它把配置参数保存为一个字符串。
       ConfigAttributeDefinition类是ConfigAttribute对象的一个简单的容器,它保存了和特定请求相关的ConfigAttribute的集合。
       当安全拦截器收到一个安全认证请求时,需要决定应用哪一个配置参数。换句话说,它需要找出应用于这个请求的ConfigAttributeDefinition对象。这个查找的过程是由ObjectDefinitionSource接口来处理的。这个接口的主要方法是public ConfigAttributeDefinition getAttributes(Object object),其中Object参数是一个安全管理对象。因为安全管理对象包含有认证请求的详细信息,所以ObjectDefinitionSource接口的实现类可以从中获得所需的详细信息,以查找相关的ConfigAttributeDefiniton对象。


Acegi如何工作
       为了说明Acegi安全系统如何工作,我们设想一个使用Acegi的例子。通常,一个安全系统需要发挥作用,它必须完成以下的工作:
      1 首先,系统从客户端请求中获得Principal和Credential;
      2 然后系统认证Principal和Credential信息;
      3 如果认证通过,系统取出Principal的授权信息;
      4 接下来,客户端发起操作请求;
      5 系统根据预先配置的参数检查Principal对于该操作的授权;
      6 如果授权检查通过则执行操作,否则拒绝。
      那么,Acegi安全系统是如何完成这些工作的呢?首先,我们来看看Acegi安全系统的认证和授权的相关类:
      安全拦截器的抽象基类,它包含有两个管理类,AuthenticationManager和AccessDecisionManager。AuthenticationManager用于认证ContextHolder中的Authentication对象(包含了Principal,Credential和Principal的授权信息);AccessDecissionManager则用于授权一个特定的操作。

      下面来看一个MethodSecurityInterceptor的例子:
                           class="net.sf.acegisecurity.intercept.method.MethodSecurityInterceptor">
            
                    true
            

            
                  
            

            
                  
            

            
                  
                     net.sf.acegisecurity.context.BankManager.delete*=
                             ROLE_SUPERVISOR,RUN_AS_SERVER
                     net.sf.acegisecurity.context.BankManager.getBalance=
                             ROLE_TELLER,ROLE_SUPERVISOR,BANKSECURITY_CUSTOMER,RUN_
                  

            

      

      上面的配置文件中,MethodSecurityInterceptor是AbstractSecurityInterceptor的一个实现类。它包含了两个管理器,authenticationManager和accessDecisionManager。这两者的配置如下:
      

              
      

                           class="net.sf.acegisecurity.providers.dao.DaoAuthenticationProvider">
              
      

      
              
                      
              

      

      
      
               false
              
                      
              

      


       准备工作做好了,现在我们来看看Acegi安全系统是如何实现认证和授权机制的。以使用HTTP BASIC认证的应用为例子,它包括下面的步骤:
       1. 用户登录系统,Acegi从acegisecurity.ui子系统的安全拦截器(如BasicProcessingFilter)中得到用户的登录信息(包括Principal和Credential)并放入Authentication对象,并保存在ContextHolder对象中;
       2. 安全拦截器将Authentication对象交给AuthenticationManager进行身份认证,如果认证通过,返回带有Principal授权信息的Authentication对象。此时ContextHolder对象的Authentication对象已拥有Principal的详细信息;
       3. 用户登录成功后,继续进行业务操作;
       4. 安全拦截器(bankManagerSecurity)收到客户端操作请求后,将操作请求的数据包装成安全管理对象(FilterInvocation或MethodInvocation对象);
       5. 然后,从配置文件(ObjectDefinitionSource)中读出相关的安全配置参数ConfigAttributeDefinition;
       6. 接着,安全拦截器取出ContextHolder中的Authentication对象,把它传递给AuthenticationManager进行身份认证,并用返回值更新ContextHolder的Authentication对象;
       7. 将Authentication对象,ConfigAttributeDefinition对象和安全管理对象(secure Object)交给AccessDecisionManager,检查Principal的操作授权;
       8. 如果授权检查通过则执行客户端请求的操作,否则拒绝;

AccessDecisionVoter
       注意上节的accessDecisionManager是一个AffirmativeBased类,它对于用户授权的投票策略是,只要通过其中的一个授权投票检查,即可通过;它的allowIfAllAbstainDecisions属性值是false,意思是如果所有的授权投票是都是弃权,则通不过授权检查。
       Acegi安全系统包括了几个基于投票策略的AccessDecisionManager,上节的RoleVoter就是其中的一个投票策略实现,它是AccessDecisionVoter的一个子类。AccessDecisionVoter的具体实现类通过投票来进行授权决策,AccessDecisionManager则根据投票结果来决定是通过授权检查,还是抛出AccessDeniedException例外。
       AccessDecisionVoter接口共有三个方法:
public int vote(Authentication authentication, Object object, ConfigAttributeDefinition config);
public boolean supports(ConfigAttribute attribute);
public boolean supports(Class clazz);
       其中的vote方法返回int返回值,它们是AccessDecisionVoter的三个静态成员属性:ACCESS_ABSTAIN,,ACCESS_DENIED和ACCESS_GRANTED,它们分别是弃权,否决和赞成。
       Acegi安全系统中,使用投票策略的AccessDecisionManager共有三个具体实现类:AffirmativeBased、ConsensusBased和UnanimousBased。它们的投票策略是,AffirmativeBased类只需有一个投票赞成即可通过;ConsensusBased类需要大多数投票赞成即可通过;而UnanimousBased类需要所有的投票赞成才能通过。
       RoleVoter类是一个Acegi安全系统AccessDecisionVoter接口的实现。如果ConfigAttribute以ROLE_开头,RoleVoter则进行投票。如果GrantedAuthority的getAutority方法的String返回值匹配一个或多个以ROLE_开头的ConfigAttribute,则投票通过,否则不通过。如果没有以ROLE_开头的ConfigAttribute,RoleVoter则弃权。

安全拦截器
  拦截器如何工作
  MethodInvocation拦截器
  FilterInvocation拦截器
认证
  认证请求
  认证管理器
  Authentication Provider
授权
  Access Decision Manager
  Voting Decision Manager
  授权管理推荐
ContextHolder的用户接口
  用户接口目标
  HTTP会话认证
  HTTP Basic认证

1、Log4j的概念
   Log4j中有三个主要的组件,它们分别是Logger、Appender和Layout,Log4j 允许开发人员定义多个Logger,每个Logger拥有自己的名字,Logger之间通过名字来表明隶属关系。有一个Logger称为Root,它永远 存在,且不能通过名字检索或引用,可以通过Logger.getRootLogger()方法获得,其它Logger通过 Logger.getLogger(String name)方法。
   Appender则是用来指明将所有的log信息存放到什么地方,Log4j中支持多种appender,如 console、files、GUI components、NT Event Loggers等,一个Logger可以拥有多个Appender,也就是你既可以将Log信息输出到屏幕,同时存储到一个文件中。
   Layout的作用是控制Log信息的输出方式,也就是格式化输出的信息。
   Log4j中将要输出的Log信息定义了5种级别,依次为DEBUG、INFO、WARN、ERROR和FATAL,当输出时,只有级别高过配置中规定的 级别的信息才能真正的输出,这样就很方便的来配置不同情况下要输出的内容,而不需要更改代码,这点实在是方便啊。

2、Log4j的配置文件
  虽然可以不用配置文件,而在程序中实现配置,但这种方法在如今的系统开发中显然是不可取的,能采用配置文件的地方一定一定要用配置文件。Log4j支持两 种格式的配置文件:XML格式和Java的property格式,本人更喜欢后者,首先看一个简单的例子吧,如下:

 log4j.rootLogger=debug, stdout, R
  log4j.appender.stdout=org.apache.log4j.ConsoleAppender
  log4j.appender.stdout.layout=org.apache.log4j.PatternLayout

  # Pattern to output the caller's file name and line number.
  log4j.appender.stdout.layout.ConversionPattern=%5p [%t] (%F:%L) - %m%n

  log4j.appender.R=org.apache.log4j.RollingFileAppender
  log4j.appender.R.File=example.log
  log4j.appender.R.MaxFileSize=100KB

  # Keep one backup file
  log4j.appender.R.MaxBackupIndex=1

  log4j.appender.R.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
  log4j.appender.R.layout.ConversionPattern=%p %t %c - %m%n
        

  首先,是设置root,格式为 log4j.rootLogger=[level],appenderName, ...,其中level就是设置需要输出信息的级别,后面是appender的输出的目的地,appenderName就是指定日志信息输出到哪个地方。您可以同时指定多个输出目的地。配置日志信息输出目的地Appender,其语法为
  log4j.appender.appenderName = fully.qualified.name.of.appender.class
  log4j.appender.appenderName.option1 = value1
  ...
  log4j.appender.appenderName.option = valueN
Log4j提供的appender有以下几种:
  org.apache.log4j.ConsoleAppender(控制台)
  org.apache.log4j.FileAppender(文件)
  org.apache.log4j.DailyRollingFileAppender(每天产生一个日志文件)
  org.apache.log4j.RollingFileAppender(文件大小到达指定尺寸的时候产生新文件)
  org.apache.log4j.WriterAppender(将日志信息以流格式发送到任意指定的地方)
配置日志信息的格式(布局),其语法为:
  log4j.appender.appenderName.layout = fully.qualified.name.of.layout.class
  log4j.appender.appenderName.layout.option1 = value1
  ....
  log4j.appender.appenderName.layout.option = valueN
Log4j提供的layout有以下几种:
  org.apache.log4j.HTMLLayout(以HTML表格形式布局),
  org.apache.log4j.PatternLayout(可以灵活地指定布局模式),
  org.apache.log4j.SimpleLayout(包含日志信息的级别和信息字符串),
  org.apache.log4j.TTCCLayout(包含日志产生的时间、线程、类别等等信息)

3、Log4j在程序中的使用
  要在自己的类中使用Log4j,首先声明一个静态变量Logger logger=Logger.getLog("classname");在使用之前,用PropertyConfigurator.configure ("配置文件")配置一下,现在就可以使用了,用法如下:logger.debug("debug message")或者logger.info("info message"),看下面一个小例子:

 import com.foo.Bar;
  import org.apache.log4j.Logger;
  import org.apache.log4j.PropertyConfigurator;
  public class MyApp {
    static Logger logger = Logger.getLogger(MyApp.class.getName());
    public static void main(String[] args) {
      // BasicConfigurator replaced with PropertyConfigurator.
      PropertyConfigurator.configure(args[0]);
      logger.info("Entering application.");
      Bar bar = new Bar();
      bar.doIt();
      logger.info("Exiting application.");
    }
  }



[简介]

对于一个典型的Web应用,完善的认证和授权机制是必不可少的,在SpringFramework中,Juergen Hoeller提供的范例JPetStore给了一些这方面的介绍,但还远远不够,Acegi是一个专门为SpringFramework提供安全机制的 项目,全称为Acegi Security System for Spring,当前版本为0.5.1,就其目前提供的功能,应该可以满足绝大多数应用的需求。

本文的主要目的是希望能够说明如何在基于Spring构架的Web应用中使用Acegi,而不是详细介绍其中的每个接口、每个类。注意,即使对已经存在的Spring应用,通过下面介绍的步骤,也可以马上享受到Acegi提供的认证和授权。

[基础工作]
在你的Web应用的lib中添加Acegi下载包中的acegi-security.jar

[web.xml]
实现认证和授权的最常用的方法是通过filter,Acegi亦是如此,通常Acegi需要在web.xml添加以下5个filter:


  Acegi Channel Processing Filter
  net.sf.acegisecurity.util.FilterToBeanProxy
  
    targetClass
    net.sf.acegisecurity.securechannel.ChannelProcessingFilter
  



  Acegi Authentication Processing Filter
  net.sf.acegisecurity.util.FilterToBeanProxy
  
    targetClass
    net.sf.acegisecurity.ui.webapp.AuthenticationProcessingFilter
  



  Acegi HTTP BASIC Authorization Filter
  net.sf.acegisecurity.util.FilterToBeanProxy
  
    targetClass
    net.sf.acegisecurity.ui.basicauth.BasicProcessingFilter
  



  Acegi Security System for Spring Auto Integration Filter
  net.sf.acegisecurity.ui.AutoIntegrationFilter


  Acegi HTTP Request Security Filter
  net.sf.acegisecurity.util.FilterToBeanProxy
  
    targetClass
    net.sf.acegisecurity.intercept.web.SecurityEnforcementFilter
  



最先引起迷惑的是net.sf.acegisecurity.util.FilterToBeanProxy,Acegi自己的文档上解释是: “What  FilterToBeanProxy does is delegate the Filter's methods through to a bean which is obtained from the
Spring application context. This enables the bean to benefit from the Spring application context lifecycle support and configuration flexibility.”,如希望深究的话,去看看源代码应该不难理解。

再下来就是添加filter-mapping了:

  Acegi Channel Processing Filter
  /*


  Acegi Authentication Processing Filter
  /*


  Acegi HTTP BASIC Authorization Filter
  /*


  Acegi Security System for Spring Auto Integration Filter
  /*


  Acegi HTTP Request Security Filter
  /*


这里,需要注意以下两点:
1) 这几个filter的顺序是不能更改的,顺序不对将无法正常工作;
2) 如果你的应用不需要安全传输,如https,则将"Acegi Channel Processing Filter"相关内容注释掉即可;
3) 如果你的应用不需要Spring提供的远程访问机制,如Hessian and Burlap,将"Acegi HTTP BASIC Authorization
Filter"相关内容注释掉即可。

[applicationContext.xml]
接下来就是要添加applicationContext.xml中的内容了,从刚才FilterToBeanFactory的解释可以看出,真正的filter都
在Spring的applicationContext中管理:

1) 首先,你的数据库中必须具有保存用户名和密码的table,Acegi要求table的schema必须如下:

CREATE TABLE users (
    username VARCHAR(50) NOT NULL PRIMARY KEY,
    password VARCHAR(50) NOT NULL,
    enabled BIT NOT NULL
);
CREATE TABLE authorities (
    username VARCHAR(50) NOT NULL,
    authority VARCHAR(50) NOT NULL
);
CREATE UNIQUE INDEX ix_auth_username ON authorities ( username, authority );
ALTER TABLE authorities ADD CONSTRAINT fk_authorities_users foreign key (username) REFERENCES users
(username);


2) 添加访问你的数据库的datasource和Acegi的jdbcDao,如下:


  ${jdbc.driverClassName}
  ${jdbc.url}
  ${jdbc.username}
  ${jdbc.password}


  


3) 添加DaoAuthenticationProvider:


  
  



  5


如果你需要对密码加密,则在daoAuthenticationProvider中加入:bean="passwordEncoder"/>,Acegi提供了几种加密方法,详细情况可看包
net.sf.acegisecurity.providers.encoding

4) 添加authenticationManager:


  
    
      
    

  



5) 添加accessDecisionManager:


  
    false
  

  
    
  




6) 添加authenticationProcessingFilterEntryPoint:

class="net.sf.acegisecurity.ui.webapp.AuthenticationProcessingFilterEntryPoint">
  /acegilogin.jsp
  false


其中acegilogin.jsp是登陆页面,一个最简单的登录页面如下:

<%@ taglib prefix='c' uri='' %>
<%@ page import="net.sf.acegisecurity.ui.AbstractProcessingFilter" %>
<%@ page import="net.sf.acegisecurity.AuthenticationException" %>

  
    Login
  

  
    

Login


    

      
        
        
        
        
      
User:
Password:

    

  


7) 添加filterInvocationInterceptor:

class="net.sf.acegisecurity.intercept.web.FilterSecurityInterceptor">
  
    
  

  
    
  

  
    
      CONVERT_URL_TO_LOWERCASE_BEFORE_COMPARISON
      \A/sec/administrator.*\Z=ROLE_SUPERVISOR
      \A/sec/user.*\Z=ROLE_TELLER
    

  



这里请注意,要objectDefinitionSource中定义哪些页面需要权限访问,需要根据自己的应用需求进行修改,我上面给出
的定义的意思是这样的:
a. CONVERT_URL_TO_LOWERCASE_BEFORE_COMPARISON意思是在比较请求路径时全部转换为小写
b. \A/sec/administrator.*\Z=ROLE_SUPERVISOR意思是只有权限为ROLE_SUPERVISOR才能访问/sec/administrator*的页面
c. \A/sec/user.*\Z=ROLE_TELLER意思是只有权限为ROLE_TELLER的用户才能访问/sec/user*的页面

8) 添加securityEnforcementFilter:


  
    
  

  
    
  



9) 添加authenticationProcessingFilter:

class="net.sf.acegisecurity.ui.webapp.AuthenticationProcessingFilter">
  
    
  

  
    /loginerror.jsp
  

  
    /
  

  
    /j_acegi_security_check
  


其中authenticationFailureUrl是认证失败的页面。

10) 如果需要一些页面通过安全通道的话,添加下面的配置:


  
    
  

  
    
      CONVERT_URL_TO_LOWERCASE_BEFORE_COMPARISON
      \A/sec/administrator.*\Z=REQUIRES_SECURE_CHANNEL
      \A/acegilogin.jsp.*\Z=REQUIRES_SECURE_CHANNEL
      \A/j_acegi_security_check.*\Z=REQUIRES_SECURE_CHANNEL
      \A.*\Z=REQUIRES_INSECURE_CHANNEL
    

  




  
    
      
      
    

  





[缺少了什么?]
Acegi目前提供了两种"secure object",分别对页面和方法进行安全认证管理,我这里介绍的只是利用
FilterSecurityInterceptor对访问页面的权限控制,除此之外,Acegi还提供了另外一个Interceptor――
MethodSecurityInterceptor,它结合runAsManager可实现对对象中的方法的权限控制,使用方法可参看Acegi自带的文档
和contact范例。

[最后要说的]
本来以为只是说明如何使用Acegi而已,应该非常简单,但真正写起来才发现想要条理清楚的理顺所有需要的bean还是很
困难的,但愿我没有遗漏太多东西,如果我的文章有什么遗漏或错误的话,还请参看Acegi自带的quick-start范例,但请
注意,这个范例是不能直接拿来用的。
分析和学习Spring中的jpetstore用户管理
  存在用户的系统,必然需要用户的登录和认证,今天就通过分析Spring中自带的jpetstore的例子来学习一下如何实现在Spring构架的系统中用户登录。
1、首先从注册用户开始,先看看jpetstore-servlet.xml中关于注册用户的bean定义,从定义命名中就可以看出下面这段就是注册用户的:
  

    
    
    index
  

1). formView呢?从AccountFormController的构造函数中得到,原来为EditAccountForm;  
2). EditoAccountForm.jsp中显得非常乱,其实没有多少难理解的地方,最主要的是这个form既是添加新用户的,又是编辑用户信息的,所以显得有点乱糟糟的。
2、添加好了新用户,接下来看看如何登录,在jpetstore-servlet中发现这两个相关bean定义,如下:
  

    
  

  
    SignonForm
  

1). 第二个bean是在运行时用户输入用户名和密码的form,叫做SignonForm,对于这个 ParameterizableViewController,用文档里的话说这是最简单的Controller,其作用就是在运行中指向 Controller而不是直接指向jsp文件,仅此而已。
2). SignonForm.jsp,里面就是一个简单的form,其action就是第一个bean,即/shop/signon.do,最需要注意的是 signonForwardAction,其主要作用是forward到需要输入用户名和密码的那个页面上去,这个变量哪里来的呢?看看下面:
  

    
      
        
      

    

    
      
        
        
        
        
      

    

  

  原来,上面的signonInterceptor实现了preHandle,因此在请求上面的map页面时,首先要经过这个Interceptor,看看 SignonInterceptor的源码,原来在其中为signon.jsp赋予一个signonForwardAction对象,呵呵,总算明白了。
3). 接下来去学习一下SignonController,其主体部分中可以看出,首先取出用户输入的username和password,然后到数据库中验证 有没有这个用户,如果没有这个用户,返回各错误页面;如果成功,首先生成一个UserSession对象,在request的session加入这个 userSession,注意这部分代码中给出了PagedListHolder分页的简单使用方法,关于分页显示,以后再学习吧。
3、登录成功后,就可以根据不同的用户设施不同的行为了,取得用户信息,无非就是从session取出userSession即可。
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