解锁Apache Shiro:新手友好的安全框架指南(一)——整体架构与身份认证

Shiro 整体架构与身份认证

  • 引言
  • Shiro 整体架构
    • 架构图
    • 术语解释
  • Shiro 身份认证
    • 第一个Shiro程序
      • 环境配置
      • Step 0:依据 INI 配置构建 SecurityManager
      • Step1:收集用户身份和凭证
      • Step2:提交身份、凭证给认证系统
    • 多Realm认证序列
      • Shiro 身份认证流程
      • AuthenticationStrategy
      • 配置Realms认证策略
    • Realm认证流程详解
      • 校验令牌类型
      • 处理支持的令牌类型
      • 凭证匹配
        • SimpleCredentialsMatcher
        • HashedCredentialsMatcher
  • 自定义 Realm 案例

引言

Apache Shiro 是一个功能强大且易于使用的 Java 安全框架,它执行身份验证、授权、加密和会话管理,可用于保护任何应用程序——从命令行应用程序、移动应用程序到最大的 web 和企业应用程序。

Shiro 提供了应用程序安全 API 来执行以下方面:

  • Authentication(认证):验证用户身份,即用户登录。
  • Authorization(授权):访问控制
  • Cryptography(密码学):保护或隐藏私密数据
  • Session Management(会话管理):每个用户的时间敏感状态

本文作为 Shiro 指南的第一篇,重点介绍 Shiro 的整体架构认证功能。在本文的最后一章,我将编写一个案例串联本文讲述的知识点。

Shiro 整体架构

架构图

Shiro 的核心架构概念展示于下图,我将在随后介绍每个组件:
解锁Apache Shiro:新手友好的安全框架指南(一)——整体架构与身份认证_第1张图片

  • Subject:实体在安全领域的抽象,这个实体可以是用户、服务、定时任务等与软件存在交互的事物。
  • SecurityManager:在Shiro的整体架构中,SecurityManager是核心组件,它管理着所有与安全相关的操作。SecurityManager类似于Spring框架中的ApplicationContext,是 Shiro 功能的中心,协调着认证、授权、会话、缓存等不同组件
  • Authenticator:当用户尝试登录时,该逻辑由Authenticator负责执行用户身份验证并对尝试结果进行响应Authenticator与一个或多个存储相关用户/帐户信息的Realm协调,使用Realms对象获得的账户数据用于验证用户的身份。
  • Authorizer:负责应用程序中用户访问控制的组件,决定用户是否被允许执行某类操作。Authorizer 和 Authenticator 一样,需要访问后端数据源得到用户的角色与权限信息。
  • SessionManager:管理用户会话的组件,负责会话的创建、存储、生命周期、安全控制。SessionManager提供了一种机制来跨多个请求和交互维持用户状态,这对于构建需要身份验证和授权的复杂系统是至关重要的。
  • CacheManager:创建和管理Cache实例生命周期的组件。Shiro 在认证、授权与会话管理过程中,会访问多个后端数据源,缓存这些数据将提升系统性能。
  • Cryptography:Shiro 的 crypto 宝包含易于理解和使用的加密密码、哈希(又名摘要)和不同编解码器实现的表示。例如:Sha256Hash负责对原始密码执行散列操作,然后与数据库中存储的密码匹配。
  • Realm:Shiro 与应用安全数据之间的桥梁。用户登录认证和授权时,Shiro 需要访问账户信息,这一过程是通过查询为应用程序配置的一个或多个Realm实例实现。

术语解释

  • Subject:它代表应用程序用户的一个 安全特定视图(Security specific user view)。
    安全特定视图:从安全控制身份认证的角度对用户或实体的抽象表示。一个 Subject 实例代表一个与应用程序交互的实体,包括了这个用户的身份信息、角色、权限等。
    在 Shiro 中,Subject 不局限于人类用户,可以是任何与应用程序交互的实体,包括:

    • 人类用户:比如一个通过浏览器登录的用户。
    • 第三方进程:其他应用程序或服务,可以通过 API 与你的应用程序交互。
    • 定时任务:自动执行的定时任务也可以是一个Subject,比如定期执行的数据库备份任务。
  • Principals:Subject 的身份属性。例如:名字、姓氏、用户id、身份证号码。

  • Credentials:用于认证身份的私密数据。例如:密码、生物特征数据等。

  • Realms:专用于安全领域的数据访问对象(DAO),负责与后端数据源交互。Realms 负责验证用户提交的凭证(如用户名和密码)是否与后端数据源中的记录匹配

Shiro 身份认证

身份认证是判断一个用户是否为合法用户的过程。最常用的认证方式是系统核对用户输入的用户名和密码,查看是否与系统存储的用户名和密码匹配,来判断用户身份的正确性。除了使用文本密码,还可以使用用户的生物学特征(如:指纹、面部特征)作为认证凭证。

下面一个小节,我将编写第一个 Shiro 程序,演示用户登录流程。

第一个Shiro程序

Java 中使用 Shiro 执行身份认证的过程可以分解为如下步骤:

  1. 收集 Subject 的 principals(账户) 和 credentials(密码);
  2. 提交 principals 和 credentials 给认证系统;
  3. 得到认证结果:认证通过允许访问、重试认证、认证失败阻止访问。

环境配置

案例基于 Maven 构建,pom.xml 配置

    <dependencies>
        
        <dependency>
            <groupId>org.apache.shirogroupId>
            <artifactId>shiro-coreartifactId>
            <version>1.10.1version>
        dependency>

        <dependency>
            <groupId>commons-logginggroupId>
            <artifactId>commons-loggingartifactId>
            <version>1.2version>
        dependency>

    dependencies>

项目结构
解锁Apache Shiro:新手友好的安全框架指南(一)——整体架构与身份认证_第2张图片
Shiro 支持 INI 格式来构建SecurityManager对象及其组件,在本案例中将使用[users]小节,定义一组静态的用户账户。

[users]
wzz = 123456abc
zyy = 87667

Main 的完整代码如下,我将分块分析这部分代码:

import org.apache.shiro.SecurityUtils;
import org.apache.shiro.authc.AuthenticationException;
import org.apache.shiro.authc.UsernamePasswordToken;
import org.apache.shiro.config.IniSecurityManagerFactory;
import org.apache.shiro.mgt.SecurityManager;
import org.apache.shiro.subject.Subject;
import org.apache.shiro.util.Factory;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Factory<SecurityManager> factory = new IniSecurityManagerFactory("classpath:shiro.ini");
        SecurityManager securityManager = factory.getInstance();
        SecurityUtils.setSecurityManager(securityManager);

        UsernamePasswordToken wzzToken = new UsernamePasswordToken("wzz", "123456abc"); // 密码正确
        wzzToken.setRememberMe(true);
        UsernamePasswordToken zyyToken = new UsernamePasswordToken("zyy", "1111"); // 密码错误
        
        Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
        try {
            subject.login(wzzToken);
            System.out.println("wzz 身份验证成功");
        } catch (AuthenticationException e) {
            System.out.println("wzz 身份认证失败");
        } finally {
            subject.logout();
        }

        try {
            subject.login(zyyToken);
            System.out.println("wzz 身份验证成功");
        } catch (AuthenticationException e) {
            System.out.println("zyy 身份认证失败");
        }finally {
            subject.logout();
        }
    }
}

Step 0:依据 INI 配置构建 SecurityManager

Shiro 支持 INI 格式来构建SecurityManager对象及其支持组件。INI 易于阅读,易于配置,易于设置,非常适合大多数应用程序。INI 配置文件可以从文件系统、类路径或 url 中获取,前缀分别为file:classpath:url:
案例中 INI 配置文件位于 resources 目录下,即从类路径加载,通过IniSecurityManagerFactory实例可以根据配置生成SecurityManager实例,通过SecurityUtils.setSecurityManager注册为全局安全管理器。

import org.apache.shiro.SecurityUtils;
import org.apache.shiro.util.Factory;
import org.apache.shiro.mgt.SecurityManager;
import org.apache.shiro.config.IniSecurityManagerFactory;

...

Factory<SecurityManager> factory = new IniSecurityManagerFactory("classpath:shiro.ini");
SecurityManager securityManager = factory.getInstance();
SecurityUtils.setSecurityManager(securityManager);

Step1:收集用户身份和凭证

UsernamePasswordToken wzzToken = new UsernamePasswordToken("wzz", "123456abc");
wzzToken.setRememberMe(true);
  1. UsernamePasswordToken是最常用的身份认证 token,使用该 token 可以绑定用户名和密码。用户密码可以通过多种方式传递给应用(例如:web 表单、HTTP 头、命令行)。在Shiro中,如何获取它们并不重要——它与协议无关。
  2. setRememberMe():使应用在用户返回后能记住用户身份。

Step2:提交身份、凭证给认证系统

收集了用户提交的 token 中的信息,并设置记住用户身份后,下一步是将 token 交给认证系统。在 Shiro 中,Realm组件负责:

  • 查询存储在持久层(如:数据库)中的账户信息;
  • 与提交的 token 中的 principal 和 credential 相互比较;

换句话来说,Realm实例就是 Shiro 中用于安全领域针对特定数据源的数据访问对象(DAO)。

        Subject subject = SecurityUtils.getSubject(); // (1)
        try {
            subject.login(wzzToken);  //(2)
            System.out.println("wzz 身份验证成功");
        } catch (AuthenticationException e) { // (3)
            System.out.println("wzz 身份认证失败");
        } finally {
            subject.logout(); // (3)
        }

标记(1):获取当前执行线程的主题(Subject),在 Shiro 中每个执行线程均有一个Subject实例,使用SecurityUtils.getSubject()可获取。该实例表示与系统交互的当前用户是谁,在登录前,subject 是匿名的,没有任何与它相关的身份数据。
标记(2):有了Subject实例作为用户身份数据的表示后,调用Subject#login方法,提交 Step1 构造的令牌 wzzToken,进行身份验证
如果login()方法调用成功,用户成功登录并与一个账户或身份相关联。从此开始,用户可以使用该应用,并在会话期间或更长时间内保持身份(因为设置了Remember Me)。
标记(3):当用户使用完应用程序后,调用logout()执行注销操作,注销操作将关闭用户会话,并从 subject 实例中移除任何相关的身份信息

多Realm认证序列

很多情况下,SecurityManager 管理了不止一个 Realm 实例,这引出了如下问题:

  • 身份认证时,管理器会以什么顺序编排 Realm 实例,从而将 Token 逐个提交给这些 Realm,完成与【持久层中存储的身份信息】的比对。
  • subject.login(token) 的成功条件是什么
    如果只有一个 Realm,这个问题很容易回答,Realm 实例查询得到的凭证(credentials) 与提交的 Token 匹配,登录操作成功。
    如果存在多个 Realm,根据上述标准,可能出现如下场景:全部 Realm 的认证尝试均成功、部分 Realm 认证成功而剩余的 Realm 认证录失败、所有 Realm 认证尝试均失败。
    由此,我们引出 身份认证策略 AuthenticationStrategy 这一概念,根据用户指定的认证策略,安全管理器才能确定登录操作是否成功。

Shiro 身份认证流程

Shiro 与身份认证的流程分为五个步骤,涉及的相关组件如下:
解锁Apache Shiro:新手友好的安全框架指南(一)——整体架构与身份认证_第3张图片
步骤1:应用程序传入AuthenticationToken代表最终用户主体(principal)和凭证(credential)的构造实例。
步骤2Subject实例(通常为DelegatingSubject实例)login方法调用SecurityManager#login,开始实际的身份验证工作。

步骤3SecurityManager将认证工作委托给内部实例authenticator.authenticate(token),authenticator 总是为ModularRealmAuthenticator实例,它支持将账户查询委派给Realm集合

步骤4:如果应用中配置了不止1个RealmModularRealmAuthenticator实例将根据其配置的AuthenticationStrategy,使用多个Realm尝试进行身份认证。在调用 Realms 进行身份认证之前期间之后AuthenticationStrategy将用于对 Realm 查询的结果作出反应

步骤5:认证过程中,会通过Realm#supports方法判断,Realm 是否支持提交的AuthenticationToken实例。如果当前Realm 支持该令牌类型,Realm#getAuthenticationInfo方法将被调用。


为了印证上述描述并加深理解,下面展示并解说ModularRealmAuthenticator#doMultiRealmAuthentication方法:

protected AuthenticationInfo doMultiRealmAuthentication(Collection<Realm> realms, AuthenticationToken token) { // (1)
    AuthenticationStrategy strategy = getAuthenticationStrategy(); // 获取认证策略
    AuthenticationInfo aggregate = strategy.beforeAllAttempts(realms, token); // (2)

    for (Realm realm : realms) {
        try {
            aggregate = strategy.beforeAttempt(realm, token, aggregate); // (3)
        } catch (ShortCircuitIterationException shortCircuitSignal) {
            // Break from continuing with subsequnet realms on receiving 
            // short circuit signal from strategy
            break;
        }

        if (realm.supports(token)) { // (4)
            AuthenticationInfo info = null;
            Throwable t = null;
            try {
                info = realm.getAuthenticationInfo(token); // (5)
            } catch (Throwable throwable) {
                t = throwable;
            }

            aggregate = strategy.afterAttempt(realm, token, info, aggregate, t); // (6)
        }
    }

    aggregate = strategy.afterAllAttempts(token, aggregate); // (7)
    return aggregate;
}

注释(1):入参 realms 为应用配置的Realm实例集合,token 一般为用户登录的 id 和密码 (或令牌);
注释(2)、(3)、(6)、(7)AuthenticationStrategy提供的扩展点,用于在使用 Realm 集合中的实例查询账户信息的各个阶段,处理 Realm 返回结果。(分别是:开始身份认证前[2]、特定的Realm查询前[3]、特定的Realm实例查询完成后[6]、完成身份认证后[7] )。下面我以AtLeastOneSuccessfulStrategy为例,简略介绍四个扩展点的实现:

  • beforeAllAttempts:实例化SimpleAuthenticationInfo并返回。
  • beforeAttempt:直接返回 aggregate,不做处理。
  • afterAttempt:如果聚合的认证信息 aggregateInfo 为空,初始化为 singleRealmInfo;如果非空,使用MergableAuthenticationInfo#merge合并多个Realm实例返回的认证信息
    解锁Apache Shiro:新手友好的安全框架指南(一)——整体架构与身份认证_第4张图片
  • afterAllAttempts:如果 aggregate 中至少包含一个账户(principal)信息,则返回 aggregate;否则,抛出AuthenticationException。这里可以看出,该认证策略要求用户提交的 Token 至少要在一个 Realm 实例通过认证,才能认定登录操作成功

注释(4)supports方法判断 token 是否为Realm实例支持的类型。本质是调用应用实现的getAuthenticationTokenClass()方法。

public boolean supports(AuthenticationToken token) {
    return token != null && getAuthenticationTokenClass().isAssignableFrom(token.getClass());
}

注释(5):调用Realm#getAuthenticationInfo查询身份认证信息,并与提交的 Token 匹配,返回值为AuthenticationInfo类型。
解锁Apache Shiro:新手友好的安全框架指南(一)——整体架构与身份认证_第5张图片

AuthenticationStrategy

当为应用程序配置两个以上 Realm 时,ModularRealmAuthenticator依赖内部的AuthenticationStrategy组件来确定身份验证尝试成功或失败的条件。
AuthenticationStrategy组件是无状态的,在身份认证过程中,会在如下四个阶段被使用:

  1. 在调用任何 Realm 之前;
  2. 在调用单个 Realm 的 getAuthenticationInfo 方法之前;
  3. 在调用单个 Realm 的 getAuthenticationInfo 方法之后立即调用;
  4. 在调用了所有 Realm 之后;

另外,AuthenticationStrategy负责聚合来自每个成功Realm的结果,并将它们合并到单个AuthenticationInfo实例中。这个最终的聚合 AuthenticationInfo 实例是由 Authenticator 实例返回的,Shiro 最终用它表示 Subject 实例的身份信息

Shiro有 3 个具体的AuthenticationStrategy实现:

  • AtLeastOneSuccessfulStrategy:如果至少一个 Realm 认证成功,总体的尝试被认为是成功的。如果没有任何 Realm 认证成功,尝试失败。
  • FirstSuccessfulStrategy:只有从第一个成功验证的 Realm 返回的信息才会被使用。所有其他领域都将被忽略。如果没有认证成功,则尝试失败。
  • AllSuccessfulStrategy:所有配置的 Realm 必须通过身份验证才能被认为是成功的。如果任何一个身份验证不成功,则尝试失败。

ModularRealmAuthenticator默认使用AtLeastOneSuccessfulStrategy策略:
在这里插入图片描述
如果要更换为FirstSuccessfulStrategy策略,可在 shiro.ini 中进行如下配置:

[main]
authStrategy = org.apache.shiro.authc.pam.FirstSuccessfulStrategy
securityManager.authenticator.authenticationStrategy = $authStrategy

配置Realms认证策略

当执行身份验证尝试时,ModularRealmAuthenticator将迭代遍历Collection,对于支持提交的 AuthenticationToken 的每个 Realm,调用 Realm#getAuthenticationInfo 方法。
应用程序可以通过 shiro.ini 配置 Realm 执行的顺序:

  • 隐式顺序:Realm 实例将按照 ini 文件中定义的顺序被调用。
blahRealm = com.company.blah.Realm
...
fooRealm = com.company.foo.Realm
...
barRealm = com.company.another.Realm

SecurityManager按照如下顺序blahRealm->fooRealm->barRealm调用 Realm 实例尝试身份认证。

  • 显式顺序:设置 SecurityManager 实例的 realms 属性,显式指定 Realm 实例调用顺序。
blahRealm = com.company.blah.Realm
...
fooRealm = com.company.foo.Realm
...
barRealm = com.company.another.Realm
securityManager.realms = $fooRealm, $blahRealm, $barRealm

本例中,Realm 调用顺序为:fooRealm-->blahRealm-->barRealm,这与声明的顺序无关


Realm认证流程详解

在【Shiro 身份认证流程】小节中,我介绍了当用户提交 Token 后,Shiro 框架的整体认证流程,其中提到当 SecurityManager 配置了多个 Realm 实例时,认证器ModularRealmAuthenticator实例会将账户查询与匹配工作分配给 Realm 集合。

校验令牌类型

这一节,我将介绍 Realm 实例收到认证器传递的账户信息后的认证流程,在此之前先让大家看一个异常:

java.lang.RuntimeException: org.apache.shiro.authc.pam.UnsupportedTokenException: Realm [cn.wzz.gateway.authorization.GatewayAuthorizingRealm@6b09bb57] does not support authentication token [cn.wzz.gateway.authorization.GatewayAuthorizingToken@6536e911].  
Please ensure that the appropriate Realm implementation is configured correctly or that the realm accepts AuthenticationTokens of this type.

注意到异常描述Realm does not support authentication token[GatewayAuthorizingToken],这个异常出现的原因为 GatewayAuthorizingToken 类型不被当前配置的 GatewayAuthorizingRealm 支持。


在使用 Realm 实例尝试身份认证前,它的 supports 方法会被调用,只有当 supports 返回true时,realm.getAuthenticationInfo(token)方法才会调用。
Realm 会使用 supports 检查提交的 token 的类型,判断是否能处理该类型的令牌。如果某个 Realm 实例用于认证生物特征信息(指纹、刷脸等),它很可能不能理解UsernamePasswordToken(用户名+密码),这种情况下会返回false。
解锁Apache Shiro:新手友好的安全框架指南(一)——整体架构与身份认证_第6张图片
解决措施:
方案一:在GatewayAuthorizingRealm中重写 supports 方法,supports方法用于检验当前 Realm 是否能处理某个类型的 token 实例。

方案二:重写getAuthenticationTokenClass()方法,配置该 Realm 处理的令牌类型。

// 配置Realm支持的Token类型, supports方法会校验
@Override
public Class<?> getAuthenticationTokenClass() {
    return GatewayAuthorizingToken.class;
}

处理支持的令牌类型

如果 Realm 支持认证提交的令牌类型,Authenticator 将调用 Realm 的getAuthenticationInfo(token) 方法,该方法的步骤如下:

  1. 检查 token 标识的 principal 信息,例如:获取账户 id;
  2. 基于 principal,利用数据源查询对应的账户数据
  3. 确保 token 中提供的 credentials 与存储在数据源中的账户信息匹配,例如:验证登录密码的正确性。
  4. 如果 credentials 匹配,返回一个AuthenticationInfo实例,该实例以 Shiro 理解的格式封装帐户数据。
  5. 如果 credentials 不匹配,抛出AuthenticationException异常。

直接实现 Realm 接口可能既耗时又容易出错,通常只需要实现AuthorizingRealm抽象类的子类,这个类实现了常见的身份验证和授权工作流。


`org.apache.shiro.realm.AuthenticatingRealm`抽象类的 getAuthenticationInfo 方法按照上述算法模板进行实现:

解锁Apache Shiro:新手友好的安全框架指南(一)——整体架构与身份认证_第7张图片

  1. getCachedAuthenticationInfo:尝试从缓存中获取账户数据 AuthenticationInfo;
  2. doGetAuthenticationInfo:若缓存中没有账户数据,则去对应的数据源查询,该方法是抽象的,继承该抽象类的实现类负责实现。
  3. cacheAuthenticationInfoIfPossible:查询到账户数据后,如果开启了账户数据缓存则缓存账户数据。
  4. assertCredentialsMatch:利用 Realm 绑定的 credentialsMatcher 执行凭证匹配,若匹配失败,抛出 IncorrectCredentialsException。

凭证匹配

将【用户提交的凭证 Credential 】与【存储在 Realm 的后台数据存储中的凭证】匹配是每个 Realm 的责任,因为每个 Realm 都熟悉特定的凭证格式和存储方式,而Authenticator是一个通用的工作流组件。
AuthenticatingRealm及其子类支持使用CredentialsMatcher 执行凭证比较,在查询到账户数据后,用户提交的 AuthenticationToken数据源存储的账户数据 AuthenticationInfo 会被传递给 doCredentialsMatch 执行匹配。
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Shiro 提供的 CredentialsMatcher 实现:SimpleCredentialsMatcherHashedCredentialsMatcher

SimpleCredentialsMatcher

Shiro 所有开箱即用的Realm实现默认使用 SimpleCredentialsMatcher,例如抽象类AuthenticatingRealm.credentialsMatcher就是 SimpleCredentialsMatcher 类型:
解锁Apache Shiro:新手友好的安全框架指南(一)——整体架构与身份认证_第9张图片
如果提交的是 UsernamePasswordToken,那么SimpleCredentialsMatcher将提交的 账户密码与数据库中存储的凭证精确匹配。(注:任何可以转换为字节数组的 credential 均可以使用 SimpleCredentialsMatcher 完成匹配工作)

HashedCredentialsMatcher

存储最终用户的凭据(例如密码)的一种更安全的方式是,在将它们存储到数据存储中之前,先对它们进行单向散列,而不是以原始形式存储凭据并执行原始/普通比较。这确保了没有人能知道账户原始的凭证。
Shiro 提供HashedCredentialMatcher为加密散列策略提供支持,匹配过程如下:

  1. 对用户登录时提供的 AuthenticationToken 执行散列操作
  2. 散列后的 credentials 与数据源中获取的 AuthenticationInfo.credentials 比较。注意:数据源获取的 credentials 必须是散列后的凭证。
  3. 如果这两个值相等,则提交的 credentials 匹配。

保存用户登录凭证的更安全方式对用户密码加盐(salt),并执行多次散列迭代

salt 应该在用户账户创建时随机生成,这个安全数字不能被散播给用户,必须保持私密。

用于散列 credential 的任何盐都将从存储的帐户信息 (AuthenticationInfo实例) 中获得。这样更安全,因为盐值对应用程序来说是私有的。

  • 为了启用这一机制,Realm应该返回 SaltedAuthenticationInfo 实例,随后 HashedCredentialsMatcher 将利用其提供的 credentialsSalt 执行散列。(通过 getCredentialsSalt 方法获取)
  • 如果在持久化到数据存储之前多次散列 credential,则还需要设置该类的 hashIterations 属性

自定义 Realm 案例

下面,我以一个 Demo 来演示如何使用加盐后多次散列的方式对用户的账号/密码进行身份认证,这里我选择Sha256CredentialsMatcher作为HashedCredentialsMatcher的实现类。

shiro.ini 配置
因为存储在持久层的用户密码是经过了加盐 + 多次 SHA-256 散列得到的,因此需要配置 Shiro 使用适当的 HashedCredentialsMatcher 来匹配【用户提交的凭证】与【数据库查询的凭证】。
在本例中,我创建一个随机盐并执行1024次哈希迭代,以获得较强的安全性,INI 配置如下:

[main]
# 使用SHA256作为哈希算法, 对原始 credential 执行散列操作
credentialsMatcher = org.apache.shiro.authc.credential.Sha256CredentialsMatcher
# 使用Base64编码 credential 散列后的字符粗
credentialsMatcher.storedCredentialsHexEncoded = false
# 多次对 credential 执行散列操作
credentialsMatcher.hashIterations = 1024

# 配置自定义Realm
myRealm = cn.wzz.demo.realms.MyRealm
myRealm.credentialsMatcher = $credentialsMatcher

自定义 MyRealm
accountMap模拟账户数据库,用户登陆时, 查询数据库获取账户数据。如果不存在 principal 对应的账户,执行账户创建流程

  • 首先利用随机数生成器SecureRandomNumberGenerator为新账户生成 salt。
  • 随后,对用户提交的凭证加盐,并使用 SHA256 算法执行 1024 次散列迭代,得到 Base64 字符串作为持久存储(数据库)中的凭证 hashedPwdBase64 。
  • 最后将 salt、principal、hashedPwdBase64 记录到 Account 对象,并插入数据库。
import org.apache.shiro.authc.AuthenticationException;
import org.apache.shiro.authc.AuthenticationInfo;
import org.apache.shiro.authc.AuthenticationToken;
import org.apache.shiro.authc.SimpleAuthenticationInfo;
import org.apache.shiro.crypto.SecureRandomNumberGenerator;
import org.apache.shiro.crypto.hash.Sha256Hash;
import org.apache.shiro.realm.AuthenticatingRealm;
import org.apache.shiro.util.ByteSource;
// ...

public class MyRealm extends AuthenticatingRealm {

    private final Map<Object , Account> accountMap = new HashMap<>();

    @Override
    protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(AuthenticationToken token) throws AuthenticationException {
        Object principal = token.getPrincipal();
        // credential是原始密码加盐后经过多轮哈希后生成的字符粗
        Account account = accountMap.get(principal);

        if(account == null) {
            SecureRandomNumberGenerator generator = new SecureRandomNumberGenerator();
            ByteSource salt = generator.nextBytes();
            // credential加盐后经过多次散列后, 经过Base64编码的字节数组
            String hashedPwdBase64 = new Sha256Hash(token.getCredentials(), salt, 1024).toBase64();
            account = new Account(((String) principal), hashedPwdBase64, salt);

            accountMap.put(principal, account);
        }
        System.out.println("查询到账户信息: " + account);

        // 返回SaltedAuthenticationInfo实例
        return new SimpleAuthenticationInfo(principal, account.getHashedPwdBase64(), account.getSalt(), getName());
    }
}

需要注意的是,doGetAuthenticationInfo 需要返回 SaltedAuthenticationInfo 类型的实例而不是普通的AuthenticationInfoSaltedAuthenticationInfo实例可以提供创建用户帐户时的盐HashedCredentialsMatcher使用。
HashedCredentialsMatcher需要盐,以便对提交的AuthenticationToken执行相同的散列散列,以查看令牌是否与保存在数据存储中的令牌匹配。

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