设计一个权限系统-RBAC

系统安全一直是在系统开发中不可规避的问题，而权限控制又跟系统安全密不可分，大到用户的访问，小到一个页面的按钮，都有可能涉及到权限的控制。

RBAC权限模型

迄今为止最为普及的权限设计模型是RBAC模型，基于角色的访问控制（Role-Based Access Control)。

1、RBAC0模型

简单地说，一个用户拥有若干角色，每一个角色拥有若干权限。这样，就构造成“用户-角色-权限”的授权模型。

RBAC0模型如下:

这是权限最基础也是最核心的模型，它包括用户/角色/权限,其中用户和角色是多对多的关系，角色和权限也是多对多的关系。

用户是发起操作的主体，按类型分可分为2B和2C用户，可以是后台管理系统的用户,可以是OA系统的内部员工，也可以是面向C端的用户，比如阿里云的用户。

角色起到了桥梁的作用，连接了用户和权限的关系，每个角色可以关联多个权限，同时一个用户关联多个角色，那么这个用户就有了多个角色的多个权限。有人会问了为什么用户不直接关联权限呢？

在用户基数小的系统，比如20个人的小系统,管理员可以直接把用户和权限关联，工作量并不大，选择一个用户勾选下需要的权限就完事了。

但是在实际企业系统中，用户基数比较大，其中很多人的权限都是一样的，就是个普通访问权限，如果管理员给100人甚至更多授权,工作量巨大。

这就引入了"角色(Role)"概念,一个角色可以与多个用户关联，管理员只需要把该角色赋予用户，那么用户就有了该角色下的所有权限,这样设计既提升了效率,也有很大的拓展性。

一句话概括就是：权限系统维护的是人和可进行行为的关联关系。

那么系统的每个用户可以看做是一堆可以进行的行为的集合。

这句话有点不好理解的话，你就按照用户画像那么理解，在权限系统里，每个用户身上打满了一堆可以进行行为的标签。

权限是用户可以访问的资源，包括页面权限、操作权限、数据权限。

页面权限：即用户登录系统可以看到的页面,由菜单来控制,菜单包括一级菜单和二级菜单,只要用户有一级和二级菜单的权限,那么用户就可以访问页面

操作权限： 即页面的功能按钮，包括查看、新增、修改、删除、审核等，用户点击删除按钮时，后台会校验用户角色下的所有权限是否包含该删除权限，如果是，就可以进行下一步操作，反之提示无权限。有的系统要求"可见即可操作"，意思是如果页面上能够看到操作按钮，那么用户就可以操作，要实现此需求，这里就需要前端来配合，前端开发把用户的权限信息缓存，在页面判断用户是否包含此权限，如果有，就显示该按钮，如果没有，就隐藏该按钮。某种程度上提升了用户体验，但是在实际场景可自行选择是否需要这样做。

数据权限：数据权限就是用户在同一页面看到的数据是不同的，比如财务部只能看到其部门下的用户数据，采购部只看采购部的数据，在一些大型的公司，全国有很多城市和分公司，比如杭州用户登录系统只能看到杭州的数据，上海用户只能看到上海的数据，解决方案一般是把数据和具体的组织架构关联起来，举个例子，再给用户授权的时候，用户选择某个角色同时绑定组织如财务部或者合肥分公司，那么该用户就有了该角色下财务部或合肥分公司下的的数据权限。

以上是RBAC的核心设计及模型分析，此模型也叫做RBAC0，而基于核心概念之上，RBAC还提供了扩展模式：包括RBAC1、RBAC2、RBAC3模型。

下面介绍这三种类型

2、RBAC1模型

此模型引入了角色继承(Hierarchical Role)概念，即角色具有上下级的关系，角色间的继承关系可分为一般继承关系和受限继承关系。

一般继承关系仅要求角色继承关系是一个绝对偏序关系，允许角色间的多继承。而受限继承关系则进一步要求角色继承关系是一个树结构，实现角色间的单继承。这种设计可以给角色分组和分层，一定程度简化了权限管理工作。

3、 RBAC2模型

基于核心模型的基础上，进行了角色的约束控制，RBAC2模型中添加了责任分离关系，其规定了权限被赋予角色时，或角色被赋予用户时，以及当用户在某一时刻激活一个角色时所应遵循的强制性规则。责任分离包括静态责任分离和动态责任分离。

主要包括以下约束:

互斥角色：同一用户只能分配到一组互斥角色集合中至多一个角色，支持责任分离的原则。互斥角色是指各自权限互相制约的两个角色。比如财务部有会计和审核员两个角色，他们是互斥角色，那么用户不能同时拥有这两个角色，体现了职责分离原则。

基数约束：一个角色被分配的用户数量受限；一个用户可拥有的角色数目受限；同样一个角色对应的访问权限数目也应受限，以控制高级权限在系统中的分配

先决条件角色: 即用户想获得某上级角色,必须先获得其下一级的角色。

4、RBAC3模型

即最全面的权限管理,它是基于RBAC0,将RBAC1和RBAC2进行了整合

5、用户组

当平台用户基数增大，角色类型增多时，而且有一部分人具有相同的属性，比如财务部的所有员工,如果直接给用户分配角色，管理员的工作量就会很大，如果把相同属性的用户归类到某用户组，那么管理员直接给用户组分配角色，用户组里的每个用户即可拥有该角色，以后其他用户加入用户组后，即可自动获取用户组的所有角色，退出用户组，同时也撤销了用户组下的角色，无须管理员手动管理角色。

根据用户组是否有上下级关系,可以分为有上下级的用户组和普通用户组。

具有上下级关系的用户组：最典型的例子就是部门和职位，可能多数人没有把部门职位和用户组关联起来吧。当然用户组是可以拓展的，部门和职位常用于内部的管理系统，如果是面向C端的系统，比如淘宝网的商家，商家自身也有一套组织架构，比如采购部，销售部，客服部，后勤部等，有些人拥有客服权限，有些人拥有上架权限等等，所以用户组是可以拓展的。

普通用户组：即没有上下级关系，和组织架构，职位都没有关系，也就是说可以跨部门，跨职位,举个例子，某电商后台管理系统，有拼团活动管理角色，我们可以设置一个拼团用户组，该组可以包括研发部的后台开发人员，运营部的运营人员，采购部的人员等等。

每个公司都会涉及到到组织和职位,下面就重点介绍这两个。

5.1 组织

常见的组织架构如下图:

我们可以把组织与角色进行关联，用户加入组织后，就会自动获得该组织的全部角色，无须管理员手动授予，大大减少工作量，同时用户在调岗时，只需调整组织，角色即可批量调整。

组织的另外一个作用是控制数据权限，把角色关联到组织，那么该角色只能看到该组织下的数据权限。

5.2 职位

假设财务部的职位如下图:

每个组织部门下都会有多个职位，比如财务部有总监，会计，出纳等职位，虽然都在同一部门，但是每个职位的权限是不同的，职位高的拥有更多的权限。总监拥有所有权限，会计和出纳拥有部分权限。特殊情况下，一个人可能身兼多职。

6、含有组织/职位/用户组的模型

根据以上场景,新的权限模型就可以设计出来了,如下图:

根据系统的复杂度不同，其中的多对多关系和一对一关系可能会有变化。

在单系统且用户类型单一的情况下，用户和组织是一对一关系，组织和职位是一对多关系，用户和职位是一对一关系，组织和角色是一对一关系，职位和角色是一对一关系，用户和用户组是多对对关系，用户组和角色是一对一关系，当然这些关系也可以根据具体业务进行调整。模型设计并不是死的，如果小系统不需要用户组，这块是可以去掉的。

分布式系统且用户类型单一的情况下，到这里权限系统就会变得很复杂，这里就要引入了一个"系统"概念，此时系统架构是个分布式系统，权限系统独立出来，负责所有的系统的权限控制，其他业务系统比如商品中心，订单中心，用户中心，每个系统都有自己的角色和权限，那么权限系统就可以配置其他系统的角色和权限。

# 授权流程

授权即给用户授予角色，按流程可分为手动授权和审批授权。权限中心可同时配置这两种，可提高授权的灵活性。

手动授权：管理员登录权限中心为用户授权，根据在哪个页面授权分为两种方式：给用户添加角色，给角色添加用户。

给用户添加角色就是在用户管理页面，点击某个用户去授予角色，可以一次为用户添加多个角色；给角色添加用户就是在角色管理页面，点击某个角色，选择多个用户，实现了给批量用户授予角色的目的。

审批授权：即用户申请某个职位角色，那么用户通过OA流程申请该角色，然后由上级审批，该用户即可拥有该角色，不需要系统管理员手动授予。

# 表结构

有了上述的权限模型，设计表结构就不难了，下面是多系统下的表结构，简单设计下，主要提供思路。

# 权限框架

RBAC模型5大属性，分别是：
1 用户属性（张三、李四、王五）
2 角色属性（销售经理、销售、前台）
3 用户与角色的关系（张三 是 销售经理 、李四 王五 是 销售）
4 权限（添加客户、编辑客户、删除客户，查看客户）
5 权限与角色的关系（销售 拥有 查看客户的 权 限、销售经理可以 查看/添加/删除/编辑客户的）

一个RBAC权限模块，必然要实现三个功能
用户管理
用户列表
添加用户
编辑用户
设置用户角色
角色管理 角色列表
添加角色
编辑角色
设置角色权限
权限管理
权限列表
新增权限
编辑权限

数据表设计

用户表

CREATE TABLE `user` (
  `id` int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT, 
  `name` varchar(20) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '姓名',
  `email` varchar(30) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '邮箱',
  `is_admin` tinyint(1) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '是否是超级管理员 1表示是 0 表示不是',
  `status` tinyint(1) NOT NULL DEFAULT '1' COMMENT '状态 1：有效 0：无效',
  `updated_time` timestamp NOT NULL DEFAULT '0000-00-00 00:00:00' COMMENT '最后一次更新时间',
  `created_time` timestamp NOT NULL DEFAULT '0000-00-00 00:00:00' COMMENT '插入时间',
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `idx_email` (`email`)
) ENGINE=InnoDB  DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用户表';

角色表

CREATE TABLE `role` (
  `id` int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(50) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '角色名称',
  `status` tinyint(1) NOT NULL DEFAULT '1' COMMENT '状态 1：有效 0：无效',
  `updated_time` timestamp NOT NULL DEFAULT '0000-00-00 00:00:00' COMMENT '最后一次更新时间',
  `created_time` timestamp NOT NULL DEFAULT '0000-00-00 00:00:00' COMMENT '插入时间',
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='角色表';

用户角色表

CREATE TABLE `user_role` (
  `id` int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `uid` int(11) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '用户id',
  `role_id` int(11) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '角色ID',
  `created_time` timestamp NOT NULL DEFAULT '0000-00-00 00:00:00' COMMENT '插入时间',
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `idx_uid` (`uid`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用户角色表';

权限详情表

CREATE TABLE `access` (
  `id` int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `title` varchar(50) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '权限名称',
  `urls` varchar(1000) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT 'json 数组',
  `status` tinyint(1) NOT NULL DEFAULT '1' COMMENT '状态 1：有效 0：无效',
  `updated_time` timestamp NOT NULL DEFAULT '0000-00-00 00:00:00' COMMENT '最后一次更新时间',
  `created_time` timestamp NOT NULL DEFAULT '0000-00-00 00:00:00' COMMENT '插入时间',
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='权限详情表';

角色权限表

CREATE TABLE `role_access` (
  `id` int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `role_id` int(11) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '角色id',
  `access_id` int(11) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '权限id',
  `created_time` timestamp NOT NULL DEFAULT '0000-00-00 00:00:00' COMMENT '插入时间',
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `idx_role_id` (`role_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='角色权限表';

用户操作记录表

CREATE TABLE `app_access_log` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `uid` bigint(20) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '品牌UID',
  `target_url` varchar(255) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '访问的url',
  `query_params` longtext NOT NULL COMMENT 'get和post参数',
  `ua` varchar(255) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '访问ua',
  `ip` varchar(32) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '访问ip',
  `note` varchar(1000) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT 'json格式备注字段',
  `created_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `idx_uid` (`uid`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用户操作记录表';

代码实现
本系统所有页面都是需要登录之后才能访问的， 在框架中加入统一验证方法

public function beforeAction($action) {
    $login_status = $this->checkLoginStatus();
    if ( !$login_status && !in_array( $action->uniqueId,$this->allowAllAction )  ) {
        if(Yii::$app->request->isAjax){
            $this->renderJSON([],"未登录,请返回用户中心",-302);
        }else{
            $this->redirect( UrlService::buildUrl("/user/login") );//返回到登录页面
        }
        return false;
    }
    //保存所有的访问到数据库当中
    $get_params = $this->get( null );
    $post_params = $this->post( null );
    $model_log = new AppAccessLog();
    $model_log->uid = $this->current_user?$this->current_user['id']:0;
    $model_log->target_url = isset( $_SERVER['REQUEST_URI'] )?$_SERVER['REQUEST_URI']:'';
    $model_log->query_params = json_encode( array_merge( $post_params,$get_params ) );
    $model_log->ua = isset( $_SERVER['HTTP_USER_AGENT'] )?$_SERVER['HTTP_USER_AGENT']:'';
    $model_log->ip = isset( $_SERVER['REMOTE_ADDR'] )?$_SERVER['REMOTE_ADDR']:'';
    $model_log->created_time = date("Y-m-d H:i:s");
    $model_log->save( 0 );
    /**
     * 判断权限的逻辑是
     * 取出当前登录用户的所属角色，
     * 在通过角色 取出 所属 权限关系
     * 在权限表中取出所有的权限链接
     * 判断当前访问的链接 是否在 所拥有的权限列表中
     */
    //判断当前访问的链接 是否在 所拥有的权限列表中
    if( !$this->checkPrivilege( $action->getUniqueId() ) ){
        $this->redirect( UrlService::buildUrl( "/error/forbidden" ) );
        return false;
    }
    return true;
}

检查是否有访问指定链接的权限

public function checkPrivilege( $url ){
    //如果是超级管理员 也不需要权限判断
    if( $this->current_user && $this->current_user['is_admin'] ){
        return true;
    }

    //有一些页面是不需要进行权限判断的
    if( in_array( $url,$this->ignore_url ) ){
        return true;
    }

    return in_array( $url, $this->getRolePrivilege( ) );
}

获取某用户的所有权限,取出指定用户的所属角色， 在通过角色取出所属权限关系,在权限表中取出所有的权限链接

public function getRolePrivilege($uid = 0){
    if( !$uid && $this->current_user ){
        $uid = $this->current_user->id;
    }

    if( !$this->privilege_urls ){
        $role_ids = UserRole::find()->where([ 'uid' => $uid ])->select('role_id')->asArray()->column();
        if( $role_ids ){
            //在通过角色 取出 所属 权限关系
            $access_ids = RoleAccess::find()->where([ 'role_id' =>  $role_ids ])->select('access_id')->asArray()->column();
            //在权限表中取出所有的权限链接
            $list = Access::find()->where([ 'id' => $access_ids ])->all();
            if( $list ){
                foreach( $list as $_item  ){
                    $tmp_urls = @json_decode(  $_item['urls'],true );
                    $this->privilege_urls = array_merge( $this->privilege_urls,$tmp_urls );
                }
            }
        }
    }
    return $this->privilege_urls ;
}

# 结语

权限系统可以说是整个系统中最基础，同时也可以很复杂的，在实际项目中，会遇到多个系统，多个用户类型，多个使用场景，这就需要具体问题具体分析，但最核心的RBAC模型是不变的，我们可以在其基础上进行扩展来满足需求。