• 一、CAS身份认证
  
• 二、基于角色的权限管理模型
• 三、数据表设计
• 四、角色及权限点设计
• 五、身份认证加权限管理实施

一个系统，如果没有安全控制，是十分危险的，一般安全控制包括身份认证和权限管理。用户访问时，首先需要查看此用户是否是合法用户，然后检查此用户可以对那些资源进行何种操作，最终做到安全访问。身份认证的方式有很多种，最简单的就是直接用户名密码，还有业内比较通用的方式CAS方式登陆等；授权的框架也很多，比如OAuth2，Shiro等。本文首先会讲解一下CAS的概念，以及基于角色的权限管理模型（RBAC）的概念，接着进行数据表的设计，最后讲解如何利用Shiro进行权限管理。

一、CAS身份认证

集中式认证服务（英语：Central Authentication Service，缩写CAS）是一种针对万维网的单点登录协议。它的目的是允许一个用户访问多个应用程序，而只需提供一次凭证。

1.1、名词概念

CAS的核心就是其Ticket，及其在Ticket之上的一系列处理操作。CAS的主要票据有TGT、ST、PGT、PGTIOU、PT，其中TGT、ST是CAS1.0(基础模式)协议中就有的票据，PGT、PGTIOU、PT是CAS2.0(代理模式)协议中有的票据。这些票据谁生成得了？肯定是有相关服务的，主要服务有：KDC，AS，TGS。两者媒介肯定也是有的：TGC。

1.1.1、CAS的Ticket

1）TGT（Ticket Granting Tieckt）

TGT是CAS（具体为 KDC 的 AS 发放）为用户签发的登录票据，拥有了TGT，用户就可以证明自己在CAS成功登录过。TGT封装了Cookie值以及此Cookie值对应的用户信息。用户在CAS认证成功后，CAS生成cookie，写入浏览器，同时生成一个TGT对象，放入自己的缓存，TGT对象的ID就是cookie的值。当HTTP再次请求到来时，如果传过来的有CAS生成的cookie，则CAS以此cookie值为key查询缓存中有无TGT ，如果有的话，则说明用户之前登录过，如果没有，则用户需要重新登录。

简而言之，即获取这样一张票据后，以后申请各种其他服务票据 (ST) 便不必再向 KDC 提交身份认证信息 ( 准确术语是 Credentials) 。

2）ST（Service ticket）

ST是CAS（由 KDC 的 TGS 发放）为用户签发的访问某一service的票据。

用户访问service时，service发现用户没有ST，则要求用户去CAS获取ST。用户向CAS发出获取ST的请求，如果用户的请求中包含cookie，则CAS会以此cookie值为key查询缓存中有无TGT，如果存在TGT，则用此TGT签发一个ST，返回给用户。用户凭借ST去访问service，service拿ST去CAS验证，验证通过后，允许用户访问资源。

任何一台 Workstation 都需要拥有一张有效的 Service Ticket 才能访问域内部的应用 (Applications) 。如果能正确接收 Service Ticket ，说明在 CASClient-CASServer 之间的信任关系已经被正确建立起来。

3）PGT（Proxy Granting Ticket）

Proxy Service的代理凭据。用户通过CAS成功登录某一Proxy Service后，CAS生成一个PGT对象，缓存在CAS本地，同时将PGT的值（一个UUID字符串）回传给Proxy Service，并保存在Proxy Service里。Proxy Service拿到PGT后，就可以为Target Service（back-end service）做代理，为其申请PT。

4）PT（Proxy Ticket）

PT是用户访问Target Service（back-end service）的票据。如果用户访问的是一个Web应用，则Web应用会要求浏览器提供ST，浏览器就会用cookie去CAS获取一个ST，然后就可以访问这个Web应用了。如果用户访问的不是一个Web应用，而是一个C/S结构的应用，因为C/S结构的应用得不到cookie，所以用户不能自己去CAS获取ST，而是通过访问proxy service的接口，凭借proxy service的PGT去获取一个PT，然后才能访问到此应用。

TGT、ST、PGT、PT之间关系的总结

1：ST是TGT签发的。用户在CAS上认证成功后，CAS生成TGT，用TGT签发一个ST，ST的ticketGrantingTicket属性值是TGT对象，然后把ST的值redirect到客户应用。

2：PGT是ST签发的。用户凭借ST去访问Proxy service，Proxy service去CAS验证ST（同时传递PgtUrl参数给CAS），如果ST验证成功，则CAS用ST签发一个PGT，PGT对象里的ticketGrantingTicket是签发ST的TGT对象。

3：PT是PGT签发的。Proxy service代理back-end service去CAS获取PT的时候，CAS根据传来的pgt参数，获取到PGT对象，然后调用其grantServiceTicket方法，生成一个PT对象。

1.1.2、CAS的服务

CAS的主要服务有：

• KDC（Key Distribution Center )；
• AS（Authentication Service）它索取 Crendential，发放 TGT；
• TGS（Ticket  Granting Service），索取 TGT ，发放 ST。

1.1.3、CAS的媒介

TGC（Ticket Granting Cookie)

存放用户身份认证凭证的cookie，在浏览器和CAS Server间通讯时使用，并且只能基于安全通道传输（Https），是CAS Server用来明确用户身份的凭证。

1.2、CAS工作原理

CAS的单点登录的认证过程，所用应用服务器受到应用请求后，检查ST和TGT，如果没有或不对，转到CAS认证服务器登录页面，通过安全认证后得到ST和TGT，再重新定向到相关应用服务器，在回话生命周期之内如果再定向到别的应用，将出示ST和TGT进行认证，注意，取得TGT的过程是通过SSL安全协议的。

从网上找了一个比较专业又比较详细的CAS工作原理流程图：

专业版可能比较晦涩难懂，来个通俗版。通俗形象地说就是：相当于用户要去游乐场，首先要在门口检查用户的身份 ( 即 CHECK 用户的 ID 和 PASS), 如果用户通过验证，游乐场的门卫 (AS) 即提供给用户一张门卡 (TGT)。

这张卡片的用处就是告诉游乐场的各个场所，用户是通过正门进来，而不是后门偷爬进来的，并且也是获取进入场所一把钥匙。

现在用户有张卡，但是这对用户来不重要，因为用户来游乐场不是为了拿这张卡的而是为了游览游乐项目，这时用户摩天楼，并想游玩。

这时摩天轮的服务员 (client) 拦下用户，向用户要求摩天轮的 (ST) 票据，用户说用户只有一个门卡 (TGT), 那用户只要把 TGT 放在一旁的票据授权机 (TGS) 上刷一下。

票据授权机 (TGS) 就根据用户现在所在的摩天轮，给用户一张摩天轮的票据 (ST), 这样用户有了摩天轮的票据，现在用户可以畅通无阻的进入摩天轮里游玩了。

当然如果用户玩完摩天轮后，想去游乐园的咖啡厅休息下，那用户一样只要带着那张门卡 (TGT). 到相应的咖啡厅的票据授权机 (TGS) 刷一下，得到咖啡厅的票据 (ST) 就可以进入咖啡厅

当用户离开游乐场后，想用这张 TGT 去刷打的回家的费用，对不起，用户的 TGT 已经过期了，在用户离开游乐场那刻开始，用户的 TGT 就已经销毁了 。

二、基于角色的权限管理模型

在业界接受度较高的权限模型是RBAC(Role-Based Access Control),基本的概念是将“角色”这个概念赋予用户，在系统中用户通过分配角色从而获得相应的权限，一个用户可以有多个角色，一个角色可以有多个权限，从而实现权限的灵活配置。

2.1、基本的RBAC模型

最基本的RBAC模型，就是由“用户”，“角色”以及“权限”这三个主体组成，一个用户可以有多个角色，一个角色可以有多个权限，他们之间的关系可以是多对一关系，也可以是多对多关系。

2.2、引入用户组的RBAC模型

如果用户数量比较庞大，新增一个角色时，需要为大量用户都重新分配一遍新的角色，工程量巨大，此时可以引入用户组的概念。如果部分用户的使用场景是相对一致和基础的，可以把这些用户打包成一个组，基于这个组的对象进行角色和权限的赋予。最终用户拥有的所有权限 = 用户个人拥有的权限+该用户所在用户组拥有的权限。

2.3、角色分级的RBAC模型

在一些业务场景中，上层角色需要继承下层角色的全部权限，此时则需要使用角色继承的RBAC模型。此时除了对角色进行定义，还需要管理角色间的关系，通过关系来体现角色的层级关系，从而达到继承权限的效果。角色的继承关系主有两种：树形图和有向无环图。

继承关系常常来源于公司团队的组织架构，此时常常将角色与组织结构进行关联达到继承角色模型的效果。

2.4、角色限制的RBAC模型

在一些产品或系统中，部分角色可能是需要隔离的、不允许被同时赋予一个人的，比如不能既是运动员又是裁判员。因此，有些角色存在互拆关系。此外，限制还可能是数量上的，比如某个产品组中有且只有一个管理员，不允许删除或再分配其他管理员。

根据不同的业务需求，限制的形式很多，需要注意的是不能仅仅依赖后段限制，而是要在前端展示清晰的规则和恰当的限制，避免用户出错。

2.5、权限管理的基本元素

权限管理的基本元素为：用户，角色，资源，操作，权限。

1、用户 应用系统的具体操作者，用户可以自己拥有权限信息，可以归属于0～n个角色，可属于0～n个组。他的权限集是自身具有的权限、所属的各角色具有的权限、所属的各组具有的权限的合集。它与权限、角色、组之间的关系都是n对n的关系。

2、用户组（可选） 为了更好地管理用户，对用户进行分组归类，简称为用户分组。组也具有上下级关系，可以形成树状视图。在实际情况中，我们知道，组也可以具有自己的角色信息、权限信息。

3、角色 为了对许多拥有相似权限的用户进行分类管理，定义了角色的概念，例如系统管理员、管理员、用户、访客等角色。角色具有上下级关系，可以形成树状视图，父级角色的权限是自身及它的所有子角色的权限的综合。父级角色的用户、父级角色的组同理可推。

4、资源 权限管理的一个单元实体对象，我们广义的称之为资源，可以是一个人，也可以是一个产品，一个文件，一个页面 等等。5、操作 对资源进行的实际操作，比如读、写、编辑等等。

6、权限 资源+操作，构成一个权限控制点。

对象间的关系包括：

• 是否关系
• 继承关系
• 限制关系（互斥、范围限制、边界限制、字段限制）