Shiro学习（20）无状态Web应用集成

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
Java代码

@RestController  public 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：
Java代码

//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
Java代码

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。
Java代码

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
Java

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
Java代码 收藏代码

<!-- 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。

Java代码

<bean id="statelessAuthcFilter"       class="com.github.zhangkaitao.shiro.chapter20.filter.StatelessAuthcFilter"/>

每次请求进行认证的拦截器。

Java代码

<!-- 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：
Java代码

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
Java代码

@Test  public 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
Java代码

@Test  public 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

示例源代码：https://github.com/zhangkaitao/shiro-example
本文借鉴：http://jinnianshilongnian.iteye.com/blog/2041909