1. shiro功能

Authentication：身份认证 / 登录，验证用户是不是拥有相应的身份；
Authorization：授权，即权限验证，验证某个已认证的用户是否拥有某个权限；即判断用户是否能做事情，常见的如：验证某个用户是否拥有某个角色。或者细粒度的验证某个用户对某个资源是否具有某个权限；
Session Manager：会话管理，即用户登录后就是一次会话，在没有退出之前，它的所有信息都在会话中；会话可以是普通 JavaSE 环境的，也可以是如 Web 环境的；
Cryptography：加密，保护数据的安全性，如密码加密存储到数据库，而不是明文存储；
Web Support：Web 支持，可以非常容易的集成到 Web 环境；
Caching：缓存，比如用户登录后，其用户信息、拥有的角色 / 权限不必每次去查，这样可以提高效率；
Concurrency：shiro 支持多线程应用的并发验证，即如在一个线程中开启另一个线程，能把权限自动传播过去；
Testing：提供测试支持；
Run As：允许一个用户假装为另一个用户（如果他们允许）的身份进行访问；
Remember Me：记住我，这个是非常常见的功能，即一次登录后，下次再来的话不用登录了。
记住一点，Shiro 不会去维护用户、维护权限；这些需要我们自己去设计 / 提供；然后通过相应的接口注入给 Shiro 即可，最常见方法是构建在role表中

以上是从应用程序层面观察shiro，应用程序提供主体（常见即是用户名和密码），然后进入安全管理器判断主体权限，安全处理器通过查看域获取安全数据（用户，角色，权限等）。

然后是内部的分析：

Subject：主体，可以看到主体可以是任何可以与应用交互的 “用户”；
SecurityManager：相当于 SpringMVC 中的 DispatcherServlet 或者 Struts2 中的 FilterDispatcher；是 Shiro 的心脏；所有具体的交互都通过 SecurityManager 进行控制；它管理着所有 Subject、且负责进行认证和授权、及会话、缓存的管理。
Authenticator：认证器，负责主体认证的，这是一个扩展点，如果用户觉得 Shiro 默认的不好，可以自定义实现；其需要认证策略（Authentication Strategy），即什么情况下算用户认证通过了；
Authrizer：授权器，或者访问控制器，用来决定主体是否有权限进行相应的操作；即控制着用户能访问应用中的哪些功能；
Realm：可以有 1 个或多个 Realm，可以认为是安全实体数据源，即用于获取安全实体的；可以是 JDBC 实现，也可以是 LDAP 实现，或者内存实现等等；由用户提供；注意：Shiro 不知道你的用户 / 权限存储在哪及以何种格式存储；所以我们一般在应用中都需要实现自己的 Realm；
SessionManager：如果写过 Servlet 就应该知道 Session 的概念，Session 呢需要有人去管理它的生命周期，这个组件就是 SessionManager；而 Shiro 并不仅仅可以用在 Web 环境，也可以用在如普通的 JavaSE 环境、EJB 等环境；所有呢，Shiro 就抽象了一个自己的 Session 来管理主体与应用之间交互的数据；这样的话，比如我们在 Web 环境用，刚开始是一台 Web 服务器；接着又上了台 EJB 服务器；这时想把两台服务器的会话数据放到一个地方，这个时候就可以实现自己的分布式会话（如把数据放到 Memcached 服务器）；
SessionDAO：DAO 大家都用过，数据访问对象，用于会话的 CRUD，比如我们想把 Session 保存到数据库，那么可以实现自己的 SessionDAO，通过如 JDBC 写到数据库；比如想把 Session 放到 Memcached 中，可以实现自己的 Memcached SessionDAO；另外 SessionDAO 中可以使用 Cache 进行缓存，以提高性能；
CacheManager：缓存控制器，来管理如用户、角色、权限等的缓存的；因为这些数据基本上很少去改变，放到缓存中后可以提高访问的性能
Cryptography：密码模块，Shiro 提高了一些常见的加密组件用于如密码加密 / 解密的。

2. 身份验证

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。

上图便是身份验证的流程图：

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

2.1 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。

单Realm的配置：继承AutorizingRealm 重写它的部分方法

public class MyRealm extends AuthorizingRealm {
    /**
     * 获取角色与权限
     *doGetAuthorizationInfo执行时机有三个，如下：
     *  1、subject.hasRole(“admin”) 或 subject.isPermitted(“admin”)：自己去调用这个是否有什么角色或者是否有什么权限的时候；
     *  2、@RequiresRoles("admin") ：在方法上加注解的时候；
     *  3、@shiro.hasPermission name = "admin"/@shiro.hasPermission："dustin:test"在页面上加shiro标签的时候，即进这个页面的时候扫描到有这个标签的时候。
     * @param principals
     * @return
     */
    @Override
    protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(PrincipalCollection principals) {
        return null;
    }

    /**
     * 登录信息验证
     
     * 1.doGetAuthenticationInfo执行时机如下
     * 当调用Subject currentUser = SecurityUtils.getSubject();
     * currentUser.login(token);
     * @param token
     * @return
     * @throws AuthenticationException
     */
    @Override
    protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(AuthenticationToken token) throws AuthenticationException {

        String username = (String)token.getPrincipal();
       String password = new String((char[])token.getCredentials());

        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
        }


       return new SimpleAuthenticationInfo(username, password, getName());
    }

		//
    @Override
    public void clearCachedAuthorizationInfo(PrincipalCollection principals) {
        super.clearCachedAuthorizationInfo(principals);
    }

    @Override
    public void clearCachedAuthenticationInfo(PrincipalCollection principals) {
        super.clearCachedAuthenticationInfo(principals);
    }

    @Override
    public void clearCache(PrincipalCollection principals) {
        super.clearCache(principals);
    }

    public void clearAllCachedAuthorizationInfo() {
        getAuthorizationCache().clear();
    }

    public void clearAllCachedAuthenticationInfo() {
        getAuthenticationCache().clear();
    }

    public void clearAllCache() {
        clearAllCachedAuthenticationInfo();
        clearAllCachedAuthorizationInfo();

    }
}

3. 授权

//@RequiresRoles 通过权限名实现授权
@GetMapping("/delete")
@RequiresRoles("admin")
public String delete(){
    return "delete";
}
//@RequiresPermissions 通过用户权限信息实现授权
@GetMapping("/select")
@RequiresPermissions("select")
public String select(){
    return "select";
}

4. 加密

在涉及到密码存储问题上，应该加密或者生成密码摘要存储，而不是存储明文密码。为避免数据泄露对用户造成很大的损失，应该加密或者生成不可逆的摘要方式存储。

Shiro 提供了base64 和 16 进制字符串编码、解码的 API 支持，方便一些编码解码操作。Shiro 内部的一些数据的存储表示都使用了 base64 和 16 进制字符串。

String str = "likang";
String base64Encoded = Base64.encodeToString(str.getBytes());
String str2 = Base64.decodeToString(base64Encoded);
Assert.assertEquals(str, str2);

通过如上方式可以进行 base64 编码 / 解码操作，更多 API 请参考其 Javadoc。

String str3 = "likang";
String base64Encoded2 = Hex.encodeToString(str3.getBytes());
String str4 = new String(Hex.decode(base64Encoded2.getBytes()));
Assert.assertEquals(str3, str4);

通过如上方式可以进行 16 进制字符串编码 / 解码操作，更多 API 请参考其 Javadoc。

5.2 散列算法

散列算法：一般用于生成数据的摘要信息，是一种不可逆的算法，一般适合存储密码之类的数据，常见的散列算法如 MD5、SHA 等。一般进行散列时最好提供一个 salt（盐），比如加密密码 “admin”，产生的散列值是 “21232f297a57a5a743894a0e4a801fc3”，可以到一些 md5 解密网站很容易的通过散列值得到密码 “admin”，即如果直接对密码进行散列相对来说破解更容易，此时我们可以加一些只有系统知道的干扰数据，如用户名和 ID（即盐）；这样散列的对象是 “密码 + 用户名 +ID”，这样生成的散列值相对来说更难破解。

String str = "likang";
String salt = "123";
//还可以转换为 toBase64()/toHex()
String md5 = new Md5Hash(str, salt).toString();
System.out.println(md5);

如上代码通过盐 “123”MD5 散列 “likang”。另外散列时还可以指定散列次数，如 2 次表示：md5(md5(str))：“new Md5Hash(str, salt, 2).toString()”。

1
2
3

String str = "likang";
String salt = "123";
String sha1 = new Sha256Hash(str, salt).toString();

使用 SHA256 算法生成相应的散列数据，另外还有如 SHA1、SHA512 算法。

Shiro 还提供了通用的散列支持:

String str = "likang";
String salt = "123";
//内部使用MessageDigest
String simpleHash = new SimpleHash("SHA-1", str, salt).toString();

通过调用 SimpleHash 时指定散列算法，其内部使用了 Java 的 MessageDigest 实现。

为了方便使用，Shiro 提供了 HashService，默认提供了DefaultHashService 实现。

//默认算法SHA-512
DefaultHashService hashService = new DefaultHashService(); 
hashService.setHashAlgorithmName("SHA-512");
//私盐，默认无
hashService.setPrivateSalt(new SimpleByteSource("123")); 
//是否生成公盐，默认false
hashService.setGeneratePublicSalt(true);
//用于生成公盐。默认就这个
hashService.setRandomNumberGenerator(new SecureRandomNumberGenerator());
//生成Hash值的迭代次数
hashService.setHashIterations(1); 
HashRequest request = new HashRequest.Builder()
        .setAlgorithmName("MD5").setSource(ByteSource.Util.bytes("liakng"))
        .setSalt(ByteSource.Util.bytes("123")).setIterations(2).build();
String hex = hashService.computeHash(request).toHex();

说明：

首先创建一个 DefaultHashService，默认使用 SHA-512 算法；
以通过 hashAlgorithmName 属性修改算法；
可以通过 privateSalt 设置一个私盐，其在散列时自动与用户传入的公盐混合产生一个新盐；
可以通过 generatePublicSalt 属性在用户没有传入公盐的情况下是否生成公盐；
可以设置 randomNumberGenerator 用于生成公盐；
可以设置 hashIterations 属性来修改默认加密迭代次数；
需要构建一个 HashRequest，传入算法、数据、公盐、迭代次数。

SecureRandomNumberGenerator 用于生成一个随机数：

1
2
3

SecureRandomNumberGenerator randomNumberGenerator = new SecureRandomNumberGenerator();
randomNumberGenerator.setSeed("123".getBytes());
String hex = randomNumberGenerator.nextBytes().toHex();

5.3 加密、解密

Shiro 还提供对称式加密和解密算法的支持，如 AES、Blowfish 等；

AES 算法实现：

AesCipherService aesCipherService = new AesCipherService();
//设置key长度
aesCipherService.setKeySize(128); 
//生成key
Key key = aesCipherService.generateNewKey();
String text = "likang";
//加密
String encrptText = aesCipherService.encrypt(text.getBytes(), key.getEncoded()).toHex();
//解密
String text2 = new String(aesCipherService.decrypt(Hex.decode(encrptText), key.getEncoded()).getBytes());
Assert.assertEquals(text, text2);

PasswordService和CredentialsMatcher

Shiro 提供了 PasswordService 及 CredentialsMatcher 用于提供加密密码及验证密码服务。

public interface PasswordService {
    //输入明文密码得到密文密码
    String encryptPassword(Object var1) throws IllegalArgumentException;
    //明文密码和密文是否匹配
    boolean passwordsMatch(Object var1, String var2);
}
public interface CredentialsMatcher {
    ////匹配用户输入的token的凭证（未加密）与系统提供的凭证（已加密）
    boolean doCredentialsMatch(AuthenticationToken var1, AuthenticationInfo var2);
}

Shiro 默认提供了 PasswordService 实现 DefaultPasswordService；CredentialsMatcher 实现 PasswordMatcher 及 HashedCredentialsMatcher。

shiro详解

1. shiro功能

2. 身份验证

2.1 Realm

3. 授权

4. 加密