第二十章 无状态Web应用集成——《跟我学Shiro》
编程技术 / houtizong 发布于 3年前 105
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在一些环境中，可能需要把Web应用做成无状态的，即服务器端无状态，就是说服务器端不会存储像会话这种东西，而是每次请求时带上相应的用户名进行登录。如一些REST风格的API，如果不使用OAuth2协议，就可以使用如REST+HMAC认证进行访问。HMAC（Hash-based Message Authentication Code）：基于散列的消息认证码，使用一个密钥和一个消息作为输入，生成它们的消息摘要。注意该密钥只有客户端和服务端知道，其他第三方是不知道的。访问时使用该消息摘要进行传播，服务端然后对该消息摘要进行验证。如果只传递用户名+密码的消息摘要，一旦被别人捕获可能会重复使用该摘要进行认证。解决办法如：
1、每次客户端申请一个Token，然后使用该Token进行加密，而该Token是一次性的，即只能用一次；有点类似于OAuth2的Token机制，但是简单些；
2、客户端每次生成一个唯一的Token，然后使用该Token加密，这样服务器端记录下这些Token，如果之前用过就认为是非法请求。
为了简单，本文直接对请求的数据（即全部请求的参数）生成消息摘要，即无法篡改数据，但是可能被别人窃取而能多次调用。解决办法如上所示。
服务器端
对于服务器端，不生成会话，而是每次请求时带上用户身份进行认证。
服务控制器
@RestControllerpublic class ServiceController { @RequestMapping("/hello") public String hello1(String[] param1, String param2) { return "hello" + param1[0] + param1[1] + param2; }} 当访问/hello服务时，需要传入param1、param2两个请求参数。
加密工具类
com.github.zhangkaitao.shiro.chapter20.codec.HmacSHA256Utils：
//使用指定的密码对内容生成消息摘要（散列值）public static String digest(String key, String content);//使用指定的密码对整个Map的内容生成消息摘要（散列值）public static String digest(String key, Map<String, ?> map)
对Map生成消息摘要主要用于对客户端/服务器端来回传递的参数生成消息摘要。
Subject工厂
public class StatelessDefaultSubjectFactory extends DefaultWebSubjectFactory { public Subject createSubject(SubjectContext context) { //不创建session context.setSessionCreationEnabled(false); return super.createSubject(context); }} 通过调用context.setSessionCreationEnabled(false)表示不创建会话；如果之后调用Subject.getSession()将抛出DisabledSessionException异常。
StatelessAuthcFilter
类似于FormAuthenticationFilter，但是根据当前请求上下文信息每次请求时都要登录的认证过滤器。
public class StatelessAuthcFilter extends AccessControlFilter { protected boolean isAccessAllowed(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception { return false; } protected boolean onAccessDenied(ServletRequest request, ServletResponse response) throws Exception { //1、客户端生成的消息摘要 String clientDigest = request.getParameter(Constants.PARAM_DIGEST); //2、客户端传入的用户身份String username = request.getParameter(Constants.PARAM_USERNAME); //3、客户端请求的参数列表 Map<String, String[]> params = new HashMap<String, String[]>(request.getParameterMap()); params.remove(Constants.PARAM_DIGEST); //4、生成无状态Token StatelessToken token = new StatelessToken(username, params, clientDigest); try { //5、委托给Realm进行登录 getSubject(request, response).login(token); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); onLoginFail(response); //6、登录失败 return false; } return true; } //登录失败时默认返回401状态码 private void onLoginFail(ServletResponse response) throws IOException { HttpServletResponse httpResponse = (HttpServletResponse) response; httpResponse.setStatus(HttpServletResponse.SC_UNAUTHORIZED); httpResponse.getWriter().write("login error"); }} 获取客户端传入的用户名、请求参数、消息摘要，生成StatelessToken；然后交给相应的Realm进行认证。
StatelessToken
public class StatelessToken implements AuthenticationToken { private String username; private Map<String, ?> params; private String clientDigest; //省略部分代码 public Object getPrincipal() { return username;} public Object getCredentials() { return clientDigest;}} 用户身份即用户名；凭证即客户端传入的消息摘要。
StatelessRealm
用于认证的Realm。
public class StatelessRealm extends AuthorizingRealm { public boolean supports(AuthenticationToken token) { //仅支持StatelessToken类型的Token return token instanceof StatelessToken; } protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(PrincipalCollection principals) { //根据用户名查找角色，请根据需求实现 String username = (String) principals.getPrimaryPrincipal(); SimpleAuthorizationInfo authorizationInfo = new SimpleAuthorizationInfo(); authorizationInfo.addRole("admin"); return authorizationInfo; } protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(AuthenticationToken token) throws AuthenticationException { StatelessToken statelessToken = (StatelessToken) token; String username = statelessToken.getUsername(); String key = getKey(username);//根据用户名获取密钥（和客户端的一样） //在服务器端生成客户端参数消息摘要 String serverDigest = HmacSHA256Utils.digest(key, statelessToken.getParams()); //然后进行客户端消息摘要和服务器端消息摘要的匹配 return new SimpleAuthenticationInfo( username, serverDigest, getName()); } private String getKey(String username) {//得到密钥，此处硬编码一个 if("admin".equals(username)) { return "dadadswdewq2ewdwqdwadsadasd"; } return null; }} 此处首先根据客户端传入的用户名获取相应的密钥，然后使用密钥对请求参数生成服务器端的消息摘要；然后与客户端的消息摘要进行匹配；如果匹配说明是合法客户端传入的；否则是非法的。这种方式是有漏洞的，一旦别人获取到该请求，可以重复请求；可以考虑之前介绍的解决方案。
Spring配置——spring-config-shiro.xml
<!-- Realm实现 --><bean id="statelessRealm" class="com.github.zhangkaitao.shiro.chapter20.realm.StatelessRealm"> <property name="cachingEnabled" value="false"/></bean><!-- Subject工厂 --><bean id="subjectFactory" class="com.github.zhangkaitao.shiro.chapter20.mgt.StatelessDefaultSubjectFactory"/><!-- 会话管理器 --><bean id="sessionManager" class="org.apache.shiro.session.mgt.DefaultSessionManager"> <property name="sessionValidationSchedulerEnabled" value="false"/></bean><!-- 安全管理器 --><bean id="securityManager" class="org.apache.shiro.web.mgt.DefaultWebSecurityManager"> <property name="realm" ref="statelessRealm"/> <property name="subjectDAO.sessionStorageEvaluator.sessionStorageEnabled" value="false"/> <property name="subjectFactory" ref="subjectFactory"/> <property name="sessionManager" ref="sessionManager"/></bean><!-- 相当于调用SecurityUtils.setSecurityManager(securityManager) --><bean class="org.springframework.beans.factory.config.MethodInvokingFactoryBean"> <property name="staticMethod" value="org.apache.shiro.SecurityUtils.setSecurityManager"/> <property name="arguments" ref="securityManager"/></bean>
sessionManager通过sessionValidationSchedulerEnabled禁用掉会话调度器，因为我们禁用掉了会话，所以没必要再定期过期会话了。
<bean id="statelessAuthcFilter" class="com.github.zhangkaitao.shiro.chapter20.filter.StatelessAuthcFilter"/>
每次请求进行认证的拦截器。
<!-- Shiro的Web过滤器 --><bean id="shiroFilter" class="org.apache.shiro.spring.web.ShiroFilterFactoryBean"> <property name="securityManager" ref="securityManager"/> <property name="filters"> <util:map> <entry key="statelessAuthc" value-ref="statelessAuthcFilter"/> </util:map> </property> <property name="filterChainDefinitions"> <value> /**=statelessAuthc </value> </property></bean>
所有请求都将走statelessAuthc拦截器进行认证。
其他配置请参考源代码。
SpringMVC学习请参考：
5分钟构建spring web mvc REST风格HelloWorld
http://jinnianshilongnian.iteye.com/blog/1996071
跟我学SpringMVC
http://www.iteye.com/blogs/subjects/kaitao-springmvc
客户端
此处使用SpringMVC提供的RestTemplate进行测试。请参考如下文章进行学习：
Spring MVC测试框架详解——客户端测试
http://jinnianshilongnian.iteye.com/blog/2007180
Spring MVC测试框架详解——服务端测试
http://jinnianshilongnian.iteye.com/blog/2004660
此处为了方便，使用内嵌jetty服务器启动服务端：
public class ClientTest { private static Server server; private RestTemplate restTemplate = new RestTemplate(); @BeforeClass public static void beforeClass() throws Exception { //创建一个server server = new Server(8080); WebAppContext context = new WebAppContext(); String webapp = "shiro-example-chapter20/src/main/webapp"; context.setDescriptor(webapp + "/WEB-INF/web.xml"); //指定web.xml配置文件 context.setResourceBase(webapp); //指定webapp目录 context.setContextPath("/"); context.setParentLoaderPriority(true); server.setHandler(context); server.start(); } @AfterClass public static void afterClass() throws Exception { server.stop(); //当测试结束时停止服务器 }} 在整个测试开始之前开启服务器，整个测试结束时关闭服务器。
测试成功情况
@Testpublic void testServiceHelloSuccess() { String username = "admin"; String param11 = "param11"; String param12 = "param12"; String param2 = "param2"; String key = "dadadswdewq2ewdwqdwadsadasd"; MultiValueMap<String, String> params = new LinkedMultiValueMap<String, String>(); params.add(Constants.PARAM_USERNAME, username); params.add("param1", param11); params.add("param1", param12); params.add("param2", param2); params.add(Constants.PARAM_DIGEST, HmacSHA256Utils.digest(key, params)); String url = UriComponentsBuilder .fromHttpUrl("http://localhost:8080/hello") .queryParams(params).build().toUriString(); ResponseEntity responseEntity = restTemplate.getForEntity(url, String.class); Assert.assertEquals("hello" + param11 + param12 + param2, responseEntity.getBody());} 对请求参数生成消息摘要后带到参数中传递给服务器端，服务器端验证通过后访问相应服务，然后返回数据。
测试失败情况
@Testpublic void testServiceHelloFail() { String username = "admin"; String param11 = "param11"; String param12 = "param12"; String param2 = "param2"; String key = "dadadswdewq2ewdwqdwadsadasd"; MultiValueMap<String, String> params = new LinkedMultiValueMap<String, String>(); params.add(Constants.PARAM_USERNAME, username); params.add("param1", param11); params.add("param1", param12); params.add("param2", param2); params.add(Constants.PARAM_DIGEST, HmacSHA256Utils.digest(key, params)); params.set("param2", param2 + "1"); String url = UriComponentsBuilder .fromHttpUrl("http://localhost:8080/hello") .queryParams(params).build().toUriString(); try { ResponseEntity responseEntity = restTemplate.getForEntity(url, String.class); } catch (HttpClientErrorException e) { Assert.assertEquals(HttpStatus.UNAUTHORIZED, e.getStatusCode()); Assert.assertEquals("login error", e.getResponseBodyAsString()); }} 在生成请求参数消息摘要后，篡改了参数内容，服务器端接收后进行重新生成消息摘要发现不一样，报401错误状态码。
到此，整个测试完成了，需要注意的是，为了安全性，请考虑本文开始介绍的相应解决方案。
SpringMVC相关知识请参考
5分钟构建spring web mvc REST风格HelloWorld
http://jinnianshilongnian.iteye.com/blog/1996071
跟我学SpringMVC
http://www.iteye.com/blogs/subjects/kaitao-springmvc
Spring MVC测试框架详解——客户端测试
http://jinnianshilongnian.iteye.com/blog/2007180
Spring MVC测试框架详解——服务端测试
http://jinnianshilongnian.iteye.com/blog/2004660
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