ABAC授權(quán)模型

基于屬性的訪問控制（ABAC）- 阿里云IDaaS：

• https://help.aliyun.com/document_detail/174235.html

ABAC- 百度百科：

• https://baike.baidu.com/item/abac/3555041?fr=aladdin

個(gè)人覺得這兩篇文章已經(jīng)完美描述了ABAC模型的原理

常用的授權(quán)模型

此節(jié)摘自基于屬性的訪問控制（ABAC）- 阿里云IDaaS

• ACL（Access Control List）

在ACL中，包含用戶、資源、資源操作 三個(gè)關(guān)鍵要素。通過將資源以及資源操作授權(quán)給用戶而使用戶獲取對(duì)資源進(jìn)行操作的權(quán)限。

• RBAC（Role-Based Access Control ）

是把用戶按角色進(jìn)行歸類，通過用戶的角色來確定用戶能否針對(duì)某項(xiàng)資源進(jìn)行某項(xiàng)操作。RBAC相對(duì)于ACL最大的優(yōu)勢(shì)就是它簡(jiǎn)化了用戶與權(quán)限的管理，通過對(duì)用戶進(jìn)行分類，使得角色與權(quán)限關(guān)聯(lián)起來，而用戶與權(quán)限變成了間接關(guān)聯(lián)。

• ABAC（Attribute Base Access Control）

基于屬性的權(quán)限控制不同于常見的將用戶通過某種方式關(guān)聯(lián)到權(quán)限的方式，ABAC則是通過動(dòng)態(tài)計(jì)算一個(gè)或一組屬性來是否滿足某種條件來進(jìn)行授權(quán)判斷（可以編寫簡(jiǎn)單的邏輯）。

屬性通常來說分為四類：用戶屬性（如用戶年齡），環(huán)境屬性（如當(dāng)前時(shí)間），操作屬性（如讀取）和對(duì)象屬性，所以理論上能夠?qū)崿F(xiàn)非常靈活的權(quán)限控制，幾乎能滿足所有類型的需求。

ABAC的訪問控制

基于ABAC訪問控制需要?jiǎng)討B(tài)計(jì)算實(shí)體的屬性、操作類型、相關(guān)的環(huán)境來控制是否有對(duì)操作對(duì)象的權(quán)限，所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候需要考慮的條件判斷的靈活性、通用性、易用性，用戶只需要通過web頁面即可配置授權(quán)，這需要減少硬編碼似得邏輯變得簡(jiǎn)單通用，那么這需要滿足一些運(yùn)算符來實(shí)現(xiàn)。

使用場(chǎng)景

用戶只需要配置 user.age > 20 的條件即可獲得特定的權(quán)限。

表達(dá)式語言

正如上一節(jié)所說的需要對(duì)某種條件進(jìn)行解析那么就需要表達(dá)式語言，這讓我想起了Spring Framework的@Value注解和MyBatis的

//相信很多Javaboy都使用過的吧
@Value("A?B:C")
privateStringA;
"XXX">
<iftest="user!=null">
XXXX
if>

看到這里大家應(yīng)該大致猜到了ABAC的的核心就是Expression Language(EL)，雖然上面的代碼演示是使用Java生態(tài)作為演示，但是可以大膽的相信其他的編程語言都是有著自己的EL框架的。

java EL框架列表

• spring-expression
• OGNL
• MVEL
• JBoss EL

這里就不一一列舉了感興趣可以查看 Java EL生態(tài)排名：

https://mvnrepository.com/open-source/expression-languages

SpEL性能

Spring Expression Language (SpEL)官方文檔：

https://docs.spring.io/spring-framework/docs/current/reference/html/core.html#expressions

Spring官方文檔摘取 翻譯

Spring Framework 4.1 包含一個(gè)基本的表達(dá)式編譯器。表達(dá)式通常被解釋，這在評(píng)估期間提供了很多動(dòng)態(tài)靈活性，但沒有提供最佳性能。對(duì)于偶爾的表達(dá)式使用，這很好，但是，當(dāng)由其他組件（如 Spring Integration）使用時(shí)，性能可能非常重要，并且沒有真正需要?jiǎng)討B(tài)性。

SpEL 編譯器旨在滿足這一需求。在求值期間，編譯器生成一個(gè) Java 類，它體現(xiàn)了運(yùn)行時(shí)的表達(dá)式行為，并使用該類來實(shí)現(xiàn)更快的表達(dá)式求值。由于缺少表達(dá)式周圍的類型，編譯器在執(zhí)行編譯時(shí)使用在表達(dá)式的解釋評(píng)估期間收集的信息。例如，它不能純粹從表達(dá)式中知道屬性引用的類型，但在第一次解釋評(píng)估期間，它會(huì)找出它是什么。當(dāng)然，如果各種表達(dá)式元素的類型隨時(shí)間發(fā)生變化，基于此類派生信息進(jìn)行編譯可能會(huì)在以后造成麻煩。出于這個(gè)原因，編譯最適合其類型信息在重復(fù)計(jì)算時(shí)不會(huì)改變的表達(dá)式。

考慮以下基本表達(dá)式：

someArray[0].someProperty.someOtherProperty0.1

由于前面的表達(dá)式涉及數(shù)組訪問、某些屬性取消引用和數(shù)字操作，因此性能提升非常顯著。在一個(gè)運(yùn)行 50000 次迭代的微型基準(zhǔn)測(cè)試示例中，使用解釋器評(píng)估需要 75 毫秒，使用表達(dá)式的編譯版本僅需要 3 毫秒。

有關(guān)SpEL的性能Spring官方描述說SpEL的性能很棒（個(gè)人感覺Spring對(duì)自己的測(cè)試結(jié)果是不是少打了一個(gè)0啊，3ms的時(shí)間有點(diǎn)無法理解）

基于 Spring Boot + MyBatis Plus + Vue & Element 實(shí)現(xiàn)的后臺(tái)管理系統(tǒng) + 用戶小程序，支持 RBAC 動(dòng)態(tài)權(quán)限、多租戶、數(shù)據(jù)權(quán)限、工作流、三方登錄、支付、短信、商城等功能

• 項(xiàng)目地址：https://github.com/YunaiV/ruoyi-vue-pro
• 視頻教程：https://doc.iocoder.cn/video/

ABAC實(shí)踐

本章僅實(shí)現(xiàn)ABAC的原理，不會(huì)對(duì)Spring Security和 Apache Shiro做任何的集成

因?yàn)楣P者本人是一位Spring boy，所以工程項(xiàng)目會(huì)以Spring Boot框架作為基礎(chǔ)，使用其它編程語言的同學(xué)可能需要受苦一下了, 大家看懂原理就可以了。

• Java 8
• Spring Boot 2.7.6
• MyBatis Plus 3.5.2
• MySQL 8.0

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

>基于SpringCloudAlibaba+Gateway+Nacos+RocketMQ+Vue&Element實(shí)現(xiàn)的后臺(tái)管理系統(tǒng)+用戶小程序，支持RBAC動(dòng)態(tài)權(quán)限、多租戶、數(shù)據(jù)權(quán)限、工作流、三方登錄、支付、短信、商城等功能
>
>*項(xiàng)目地址：//github.com/YunaiV/yudao-cloud>
>*視頻教程：//doc.iocoder.cn/video/>

#用戶表
DROPTABLEifEXISTSuser;
CREATETABLEuser(
idbigint(20)NOTNULLCOMMENT'主鍵ID',
namevarchar(30)NULLDEFAULTNULLCOMMENT'姓名',
ageint(11)NULLDEFAULTNULLCOMMENT'年齡',
emailvarchar(50)NULLDEFAULTNULLCOMMENT'郵箱',
PRIMARYKEY(id)
);
#用戶邊緣數(shù)據(jù)
DROPTABLEifEXISTSuser_contribution;
CREATETABLEuser_contribution(
idbigint(20)NOTNULLCOMMENT'主鍵ID',
user_idbigint(20)NOTNULLCOMMENT'用戶表ID',
repositoryvarchar(100)NOTNULLCOMMENT'倉庫',
PRIMARYKEY(id)
);
#權(quán)限表
DROPTABLEifEXISTSpermission;
CREATETABLEpermission(
idbigint(20)NOTNULLCOMMENT'主鍵ID',
permissionvarchar(100)NOTNULLCOMMENT'權(quán)限名稱',
PRIMARYKEY(id)
);
#abac表達(dá)式表
DROPTABLEifEXISTSabac;
CREATETABLEabac(
idbigint(20)NOTNULLCOMMENT'主鍵ID',
expressionvarchar(100)NOTNULLCOMMENT'abac表達(dá)式',
PRIMARYKEY(id)
);
#abac表和權(quán)限表的關(guān)聯(lián)表,o2m
DROPTABLEifEXISTSabac_permission;
CREATETABLEabac_permission(
idbigint(20)NOTNULLCOMMENT'主鍵ID',
abac_idbigint(20)NOTNULLCOMMENT'abac表ID',
permission_idbigint(20)NOTNULLCOMMENT'permission表ID',
PRIMARYKEY(id)
);

java程序

因?yàn)槠鶈栴}， 只會(huì)使用必要的代碼， 代碼文件結(jié)構(gòu)

|src
||test
|||java
||||plus.wcj.abac.AbacApplicationTests.java測(cè)試類代碼
||main
|||resources
||||application.yml
||||db
|||||schema-h2.sql//DDL
|||||data-h2.sql//DML
|||java
||||plus.wcj.abac
|||||||AbacApplication.java//SpringBoot啟動(dòng)類
|||||||security
||||||||MetadataCustomizer.java//自定義user信息
||||||||SecurityContext.java//Security上下文
|||||||entity
||||||||Abac.java
||||||||User.java
|||||||dao
||||||||UserDao.java
||||||||AbacDao.java
|||||||service
||||||||UserService.java
||||||||AbacService.java
|pom.xml

crud代碼

pom.xml

org.springframework.boot
spring-boot-starter



org.springframework.boot
spring-boot-starter-test
test



com.baomidou
mybatis-plus-boot-starter
3.5.2



mysql
mysql-connector-java



org.projectlombok
lombok
compile

entity類

/**
*@authorchangjinwei(魏昌進(jìn))
*@since2022/11/26
*/
@Data
publicclassAbac{
privateLongid;
privateStringexpression;

/**expression對(duì)應(yīng)的permissions列表*/
@TableField(exist=false)
privateListpermissions;
}

@Data
publicclassUser{
privateLongid;
privateStringname;
privateIntegerage;
privateStringemail;

/**用戶提交過倉庫*/
@TableField(exist=false)
privateListcontributions=newArrayList<>();

/**存放一些亂七八糟的數(shù)據(jù)，當(dāng)然contributions字段也放在這里*/
@TableField(exist=false)
privateMapmetadata=newHashMap<>();
}

dao類

/**
*@authorchangjinwei(魏昌進(jìn))
*@since2022/11/26
*/
@Mapper
publicinterfaceAbacDaoextendsBaseMapper<Abac>{

/**獲取abacId關(guān)聯(lián)權(quán)限*/
@Select("SELECTp.permission
"+
"FROMabac_permissionapLEFTJOINpermissionpONp.id=ap.permission_id
"+
"WHEREap.abac_id=#{abacId}")
ListselectPermissions(LongabacId);

}

/**
*@authorchangjinwei(魏昌進(jìn))
*@since2022/11/26
*/
@Mapper
publicinterfaceUserDaoextendsBaseMapper<User>{

/**獲取用戶的倉庫信息*/
@Select("SELECTrepositoryFROMuser_contributionWHEREuser_id=#{userId}")
ListselectRepository(@Param("userId")LonguserId);
}

service類

/**
*@authorchangjinwei(魏昌進(jìn))
*@since2022/11/26
*/
@Service
@RequiredArgsConstructor
publicclassAbacService{
privatefinalAbacDaoabacDao;

/**獲取abac表達(dá)式詳細(xì)信息列表*/
publicListgetAll(){
Listabacs=abacDao.selectList(null);
for(Abacabac:abacs){
Listpermissions=abacDao.selectPermissions(abac.getId());
abac.setPermissions(permissions);
}
returnabacs;
}
}


/**
*@authorchangjinwei(魏昌進(jìn))
*@since2022/11/26
*/
@Service
@RequiredArgsConstructor
publicclassUserService{
privatefinalUserDaouserDao;

/**根據(jù)userId獲取用戶詳細(xì)信息*/
publicUserget(LonguserId){
Useruser=userDao.selectById(userId);
Listrepository=userDao.selectRepository(userId);
user.setContributions(repository);
returnuser;
}
}

security上下文

/**
*自定義用戶元數(shù)據(jù)用于獲取一些實(shí)體的屬性、操作類型、相關(guān)的環(huán)境
*
*@authorchangjinwei(魏昌進(jìn))
*@since2022/11/26
*/
publicinterfaceMetadataCustomizer{

/**自定義用戶元數(shù)據(jù)*/
voidcustomize(Useruser);
}

/**
*解析abac表達(dá)式
*
*@authorchangjinwei(魏昌進(jìn))
*@since2022/11/26
*/
@Component
publicclassSecurityContext{
/**SpEL表達(dá)式解析器*/
privatefinalExpressionParserexpressionParser=newSpelExpressionParser();

/**
*解析abac表達(dá)式
*@paramuser用戶詳細(xì)信息
*@paramabacsabac表達(dá)式詳細(xì)信息集合
*@returnexpressions集合,將這個(gè)結(jié)果集存放到SpringSecurity或者ApacheAPISIX的userDetail上下文中
*/
publicListrbacPermissions(Useruser,Listabacs){
returnthis.rbacPermissions(user,abacs,Collections.emptyList());
}

/**
*解析abac表達(dá)式
*@paramuser用戶詳細(xì)信息
*@paramabacsabac表達(dá)式詳細(xì)信息集合
*@parammetadataCustomizers自定義用戶元數(shù)據(jù)用于獲取一些實(shí)體的屬性、操作類型、相關(guān)的環(huán)境
*@returnexpressions集合,將這個(gè)結(jié)果集存放到SpringSecurity或者ApacheAPISIX的userDetail上下文中
*/
publicListrbacPermissions(Useruser,Listabacs,ListmetadataCustomizers){
//處理自定義元數(shù)據(jù)
metadataCustomizers.forEach(metadataCustomizer->metadataCustomizer.customize(user));

Listexpressions=newArrayList<>();
for(Abacabac:abacs){
//解析表達(dá)式的求值器
Expressionexpression=expressionParser.parseExpression(abac.getExpression());
//創(chuàng)建環(huán)境上下文
EvaluationContextcontext=newStandardEvaluationContext(user);
//獲取expression的結(jié)果
if(expression.getValue(context,boolean.class)){
expressions.addAll(abac.getPermissions());
}
}
returnexpressions;
}

}

測(cè)試類

/**
*@authorchangjinwei(魏昌進(jìn))
*@since2022/11/26
*/
@SpringBootTest
classAbacApplicationTests{

@Autowired
privateUserServiceuserService;

@Autowired
privateAbacServiceabacService;

@Autowired
privateSecurityContextsecurityContext;

/**獲取不同用戶的abac權(quán)限*/
@Test
voidtestRbac(){
Useruser=userService.get(1L);
Listrbac=abacService.getAll();
Listpermissions=securityContext.rbacPermissions(user,rbac);
System.out.println(permissions);


user=userService.get(2L);
permissions=securityContext.rbacPermissions(user,rbac);
System.out.println(permissions);

user=userService.get(3L);
permissions=securityContext.rbacPermissions(user,rbac);
System.out.println(permissions);

}

/**
*獲取自定義權(quán)限
*/
@Test
voidtestMetadataCustomizer(){
Useruser=userService.get(1L);
Listrbac=abacService.getAll();

Listpermissions=securityContext.rbacPermissions(user,rbac);
System.out.println(permissions);

permissions=securityContext.rbacPermissions(user,rbac,getMetadataCustomizer());
System.out.println(permissions);
}

/**模擬網(wǎng)絡(luò)ip*/
privateListgetMetadataCustomizer(){
returnnewArrayList(){{
add(user->user.getMetadata().put("ip","192.168.0.1"));
}};
}
}
DELETEFROMuser;
INSERTINTOuser(id,name,age,email)
VALUES(1,'魏昌進(jìn)',26,'mail@wcj.plus'),
(2,'test',1,'mail1@wcj.plus'),
(3,'admin',1,'mail2@wcj.plus');

DELETEFROMuser_contribution;
INSERTINTOuser_contribution(id,user_id,repository)
VALUES(1,1,'galaxy-sea/spring-cloud-apisix'),
(2,2,'spring-cloud/spring-cloud-commons'),
(3,2,'spring-cloud/spring-cloud-openfeign'),
(4,2,'alibaba/spring-cloud-alibaba'),
(5,2,'Tencent/spring-cloud-tencent'),
(6,2,'apache/apisix-docker');

DELETEFROMpermission;
INSERTINTOpermission(id,permission)
VALUES(1,'githubmerge'),
(2,'githubclose'),
(3,'githubopen'),
(4,'githubcomment');


DELETEFROMabac;
INSERTINTOabac(id,expression)
VALUES(1,'contributions.contains(''galaxy-sea/spring-cloud-apisix'')'),
(2,'name==''admin'''),
(3,'metadata.get(''ip'')==''192.168.0.1''');

DELETEFROMabac_permission;
INSERTINTOabac_permission(id,abac_id,permission_id)
VALUES(1,1,1),

(2,2,1),
(3,2,2),
(4,2,3),
(5,2,4),

(6,3,1),
(7,3,2),
(8,3,3),
(9,3,4);

Spring Security 和 Apache Shiro整合

Spring Security只需要修改攔截器即可在獲取到UserDetails將SecurityContext#rbacPermissions轉(zhuǎn)換為GrantedAuthority即可

/**
*這里是偽代碼，展示一下大概邏輯
*
*@authorchangjinwei(魏昌進(jìn))
*@since2022/04/29
*/
publicclassIamOncePerRequestFilterimplementsOncePerRequestFilter{

@Autowired
privateSecurityContextsecurityContext;

@Autowired
privateAbacServiceabacService;

@Autowired
privateListmetadataCustomizers;

@Autowired
publicvoiddoFilterInternal(HttpServletRequestrequest,HttpServletResponseresponse,FilterChainfilterChain){
UserDetailsuser=toUser();
Listpermissions=securityContext.rbacPermissions(user,abacService.getAll(),metadataCustomizers);
ListabacAuthority=permissions.stream().map(SimpleGrantedAuthority::new).collect(Collectors.toList());
user.getAuthorities().addAll(abacAuthority);
}
}

項(xiàng)目源碼：

• https://github.com/galaxy-sea/galaxy-blogs/tree/master/code/abac