【分布式技术专题】「架构设计方案」盘点和总结RBAC服务体系的功能设计及注意事项技术体系

前言介绍

权限管理是后台系统的重要组成部分，主要目的是控制不同人对资源的访问权限，以避免操作错误和隐私数据泄露等风险问题。我在公司负责权限管理，对该领域的设计很熟悉。公司采用微服务架构，因此权限系统独立于其他业务系统，包括商品中心、订单中心、用户中心、仓库系统、小程序和多个APP等十几个系统和终端。

权限模型

目前最普遍的权限设计模型是基于角色的访问控制（RBAC）模型。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。而对于RBAC模型的总体发展方向主要需要经历大致四个版本。

RBAC0模型

【RBAC0模型】 这是权限管理中最基础且核心的模型，包括用户、角色和权限。用户和角色之间存在多对多的关系，同样角色和权限之间也是多对多的关系，RBAC0模型如下：

• 用户：发起操作的主体，根据类型可划分为2B和2C用户，可以是后台管理系统的用户、OA系统的内部员工，也可以是面向C端用户，比如阿里云的用户。

• 角色：起到了桥梁的作用，连接了用户和权限之间的关系。每个角色可以关联多个权限，并且一个用户可以关联多个角色。这样，一个用户就拥有了多个角色所具有的多个权限。

• 权限：用户可以访问的资源，包括页面权限、操作权限和数据权限。通过对用户、角色和权限之间的合理关联，可以实现权限管理的灵活性和高效性。

角色出现的原因

实际的企业系统中，用户基数通常较大，其中很多人所具有的权限都是相同的，即普通的访问权限。如果管理员需要给100甚至更多的人授权，工作量将会非常巨大。

因此，引入了"角色"的概念。一个角色可以与多个用户关联，管理员只需要将该角色赋予用户，那么用户就拥有了该角色下的所有权限。这样的设计既提升了效率，又具有很大的拓展性。

权限的种类介绍

- 页面权限：用户登录系统后可见的页面，通过菜单进行控制。菜单分为一级和二级分类。只要用户拥有一级和二级菜单权限，就可以访问相应的页面。

• 操作权限：页面的功能按钮，包括查看、新增、修改、删除、审核等。当用户点击删除按钮时，后台会验证用户角色是否具有删除权限。如果具有该权限，则可以进行下一步操作；否则，会提示无权限。有些系统要求“可见即可操作”，即只要用户可以看到操作按钮，就可以进行相应的操作。

  • 为实现这一需求，前端需要与后台进行协作。前端开发人员会缓存用户的权限信息，并在页面上判断用户是否拥有该权限。如果有，就显示该按钮；如果没有，则隐藏该按钮。这在一定程度上提升了用户体验。但在实际场景中，是否采用这种做法可以根据具体需求进行选择。

• 数据权限：不同用户在同一页面上看到的数据不同。例如，财务部只能查看本部门的用户数据，采购部只能查看采购部的数据。在一些大型公司中，可能存在多个城市和分公司，例如杭州用户只能查看杭州的数据，上海用户只能查看上海的数据。一种解决方案是将数据与具体的组织架构关联起来。举个例子，在为用户授权时，用户可以选择某个角色，同时绑定具体的组织架构，如财务部或合肥分公司。这样，该用户就具有了该角色下财务部或合肥分公司的数据权限。
  

RBAC1模型

RBAC1模型引入了角色继承的概念，即角色之间具有上下级的关系。角色的继承关系可以分为一般继承关系和受限继承关系。一般继承关系只要求角色继承关系是一个绝对偏序关系，允许角色之间存在多继承。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，实现角色之间的单继承。这种设计可以将角色进行分组和分层，从而简化了权限管理工作。

RBAC2模型

RBAC2模型在RBAC1的基础上, 加入了角色的约束控制, 这个控制包含了责任分离关系。在RBAC2模型中, 规定了在分配权限给角色, 将角色分配给用户, 以及用户激活角色时必须遵循的强制性规则。责任分离包括静态责任分离和动态责任分离。下面是一些主要约束规则:

• 互斥角色: 同一用户只能被分配到互斥角色集合中的最多一个角色, 这样支持了责任分离原则。
  • 互斥角色是指彼此权限有上下约束关系的两个角色。例如, 财务部门有会计和审核员两个角色, 它们是互斥角色, 所以一个用户不能同时拥有这两个角色, 这体现了职责分离原则。
• 基数约束: 限制了每个角色的用户数量；限制了每个用户可以拥有的角色数量；同样, 限制了每个角色对应的访问权限数量, 以控制高级权限在系统中的分配。
• 先决条件角色: 即用户想要获得某一级别的角色, 必须先获得其下一级别的角色。换句话说, 用户必须按照一定的顺序依次获得角色。

通过这些约束规则, RBAC2模型可以更精确地控制角色之间的关系和权限分配, 提高了安全性和权限管理的灵活性。

RBAC3模型

RBAC3模型是一种更加细化和灵活的基于角色的访问控制模型，它结合了RBAC0模型的基本思想和RBAC1、RBAC2模型的进阶功能。同时，RBAC3模型还引入了用户组的概念，以更好地管理角色和用户之间的关系。

RBAC3模型的主要特点包括：

• 角色继承关系：RBAC3模型允许角色之间建立继承关系，这意味着一个角色可以继承其他角色的权限。这种继承关系可以减少权限的重复定义，提高权限管理的效率。

• 动态角色分配：RBAC3模型支持动态角色分配，即在运行时根据用户的需求和上下文环境，灵活地分配和撤销角色。这使得角色的分配更加适应变化的需求和业务场景。

• 用户组概念：RBAC3模型引入了用户组的概念，将用户组与角色关联起来。通过将一组用户组织到用户组中，并将角色分配给用户组，可以更方便地管理和控制用户的权限。

用户组

伴随着业务场景越来越庞大，组织架构就会越来越大，因此用户角色越来越多，故此直接给每个用户分配角色将增加管理员的工作量。为了降低维护的成本，可以将具有一类相关联的用户人群归类到某个用户组中。权限维护人员只需给用户组分配角色，用户组内的每个用户将自动拥有该角色。
当其他用户加入用户组时，也会自动获取用户组的所有角色。同样地，当用户退出用户组时，也会撤销用户组下的角色，无需管理员手动管理角色。

用户组的分类

根据用户组是否具有上下级关系，可以分为具有上下级关系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。部门和职位通常用于内部管理系统。

• 普通用户组：即没有上下级关系，与组织架构和职位无关。换句话说，普通用户组可以跨部门、职位等。

具有上下级关系的用户组（组织）

将组织与角色进行关联，这样用户在加入组织后会自动获取该组织的全部角色，无需管理员手动授权，从而大大减轻了管理员的工作量。此外，当用户需要调岗时，只需调整其所属组织，角色会自动批量调整。
组织还有一个重要的作用是控制数据权限。将角色与组织相关联，那么该角色只能访问该组织下的数据，实现了精确的数据权限控制。这样的设计可以提高权限管理的效率和安全性。

总结介绍

权限系统是整个系统中最基础且复杂的部分。在实际项目中，我们可能会遇到多个系统、多个用户类型和多个使用场景，因此需要根据具体情况进行详细分析。然而，最核心的角色-权限访问控制（RBAC）模型保持不变，我们可以基于此模型进行扩展以满足各种需求。