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RBAC角色权限设计思路 - 男儿__当自强

程序员文章站 2022-05-12 09:17:45
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1 设计思路
为了设计一套具有较强可扩展性的用户认证管理,需要建立用户、角色和权限等数据库表,并且建立之间的关系,具体实现如下。
1.1 用户
用户仅仅是纯粹的用户,用来记录用户相关信息,如用户名、密码等,权限是被分离出去了的。用户(User)要拥有对某种资源的权限,必须通过角色(Role)去关联。
用户通常具有以下属性:
ü 编号,在系统中唯一。
ü 名称,在系统中唯一。
ü 用户口令。
ü 注释,描述用户或角色的信息。
1.2 角色
角色是使用权限的基本单位,拥有一定数量的权限,通过角色赋予用户权限,通常具有以下属性:
ü 编号,在系统中唯一。
ü 名称,在系统中唯一。
ü 注释,描述角色信息
1.3 权限
权限指用户根据角色获得对程序某些功能的操作,例如对文件的读、写、修改和删除功能,通常具有以下属性:
ü 编号,在系统中唯一。
ü 名称,在系统中唯一。
ü 注释,描述权限信息
1.4 用户与角色的关系
一个用户(User)可以隶属于多个角色(Role),一个角色组也可拥有多个用户,用户角色就是用来描述他们之间隶属关系的对象。用户(User)通过角色(Role)关联所拥有对某种资源的权限,例如
l 用户(User):
UserID UserName UserPwd
1 张三 xxxxxx
2 李四 xxxxxx
……
l 角色(Role):
RoleID RoleName RoleNote
01 系统管理员 监控系统维护管理员
02 监控人员 在线监控人员
03 调度人员 调度工作人员
04 一般工作人员 工作人员
……
l 用户角色(User_Role):
UserRoleID UserID RoleID UserRoleNote
1 1 01 用户“张三”被分配到角色“系统管理员”
2 2 02 用户“李四”被分配到角色“监控人员”
3 2 03 用户“李四”被分配到角色“调度人员”
……
从该关系表可以看出,用户所拥有的特定资源可以通过用户角色来关联。
1.5 权限与角色的关系
一个角色(Role)可以拥有多个权限(Permission),同样一个权限可分配给多个角色。例如:
l 角色(Role):
RoleID RoleName RoleNote
01 系统管理员 监控系统维护管理员
02 监控人员 在线监控人员
03 调度人员 调度工作人员
04 一般工作人员 工作人员
……
l 权限(Permission):
PermissionID PermissionName PermissionNote
0001 增加监控 允许增加监控对象
0002 修改监控 允许修改监控对象
0003 删除监控 允许删除监控对象
0004 察看监控信息 允许察看监控对象
……
l 角色权限(Role_Permission):
RolePermissionID RoleID PermissionID RolePermissionNote
1 01 0001 角色“系统管理员”具有权限“增加监控”
2 01 0002 角色“系统管理员”具有权限“修改监控”
3 01 0003 角色“系统管理员”具有权限“删除监控”
4 01 0004 角色“系统管理员”具有权限“察看监控”
5 02 0001 角色“监控人员”具有权限“增加监控”
6 02 0004 角色“监控人员”具有权限“察看监控”
……
由以上例子中的角色权限关系可以看出,角色权限可以建立角色和权限之间的对应关系。
1.6 建立用户权限
用户权限系统的核心由以下三部分构成:创造权限、分配权限和使用权限。
第一步由Creator创造权限(Permission),Creator在设计和实现系统时会划分。利用存储过程CreatePermissionInfo(@PermissionName,@PermissionNote)创建权限信息,指定系统模块具有哪些权限。
第二步由系统管理员(Administrator)创建用户和角色,并且指定用户角色(User-Role)和角色权限(Role-Permission)的关联关系。

1) 具有创建用户、修改用户和删除用户的功能: Administrator

l 存储过程CreateUserInfo(@UserName,@UserPwd)创建用户信息;
l 存储过程ModifyUserInfo(@UserName,@UserPwd)修改用户信息;
l 存储过程DeleteUserInfo(@UserID)删除用户信息;

2) 具有创建角色和删除角色的功能: Administrator

l 存储过程CreateRoleInfo(@RoleName,@RoleNote)创建角色信息;
l 存储过程DeleteRoleInfo(@RoleID)删除角色信息;
3)Administrator具有建立用户和角色、角色和权限的关联关系功能:
l 存储过程GrantUserRole(@UserID,@RoleID,@UserRoleNote)建立用户和角色的关联关系;
l 存储过程DeleteUserRole(@UserRoleID)删除用户和角色的关联关系;
l 存储过程GrantRolePermission(@RoleID,@PermissionID,@RolePermissionNote)建立角色和权限的关联关系;
l 存储过程DeleteRolePermission(@RolePermissionID)删除角色和权限的关联关系;
第三步用户(User)使用Administrator分配给的权限去使用各个系统模块。利用存储过程GetUserRole(@UserID, @UserRoleID output),GetRolePermission(@RoleID,@Role-
-PermissinID output)获得用户对模块的使用权限。
1.7 用户认证实现
当用户通过验证后,由系统自动生成一个128位的TicketID保存到用户数据库表中,建立存储过程Login(@UserID,@UserPwd,@TicketID output)进行用户认证,认证通过得到一个TicketID,否则TicketID为null。其流程图如下:
图1 Login流程图
得到TicketID后,客户端在调用服务端方法时传递TicketID,通过存储过程JudgeTicketPermission(@TicketID,@PermissionID)判断TicketID对应的用户所具有的权限,并根据其权限进行方法调用。
当用户退出系统时,建立存储过程Logout(@UserID)来退出系统。当用户异常退出系统时,根据最后的登陆时间(LastSignTime)确定用户的TickeID,建立存储过程ExceptionLogout(@UserID,@LastSignTime)处理用户的异常退出。
图2 Logout流程图
WebService可以采用SoapHeader中写入TicketID来使得TicketID从客户端传递给服务端。.Net Remoting可以采用CallContext类来实现TicketID从客户端传递给服务端。
2 数据库设计
2.1 数据库表
图3 数据库关系图
2.2 数据库表说明
2.2.1 用户表(Static_User)
Static_User

Static_User字段名

详细解释

类型

备注

UserID

路线编号

varchar(20)

PK

UserName

用户名称

varchar(20)

UserPwd

用户密码

varchar(20)

LastSignTime

最后登陆时间

datatime

SignState

用户登陆状态标记

int

TickeID

验证票记录编号

varchar(128)

2.2.2 角色表(Static_Role)
Static_Role

Static_User字段名

详细解释

类型

备注

RoleID

角色编号

varchar(20)

PK

RoleName

角色名称

varchar(20)

RoleNote

角色信息描述

varchar(20)

2.2.3 用户-角色表(Static_User_Role)
Static_User_Role

Static_User字段名

详细解释

类型

备注

UserRoleID

用户角色编号

varchar(20)

PK

UserID

用户编号

varchar(20)

FK

RoleID

角色编号

varchar(20)

FK

UserRoleNote

用户角色信息描述

varchar(20)

2.2.4 权限表(Static_Permission)
Static_Permission

Static_User字段名

详细解释

类型

备注

PermissionID

编号

varchar(20)

PK

PermissionName

权限名称

varchar(20)

PermissionNote

全息信息描述

varchar(20)

2.2.5 角色-权限表(Static_Role_Permission)
Static_Role_Permission

Static_User字段名

详细解释

类型

备注

RolePermissionID

角色权限编号

varchar(20)

PK

RoleID

角色编号

varchar(20)

FK

PermissionID

权限编号

varchar(20)

FK

RolePermissionNote

角色权限信息描述

varchar(20)

3 .net技术概要
3.1 WebService SoapHeader
对 SQL 数据库执行自定义身份验证和授权。在这种情况中,应向服务传递自定义凭据(如用户名和密码),并让服务自己处理身份验证和授权。 将额外的信息连同请求一起传递给 XML Web 服务的简便方法是通过 SOAP 标头。为此,需要在服务中定义一个从 SOAPHeader 派生的类,然后将服务的公共字段声明为该类型。这在服务的公共合同中公开,并且当从 WebServiceUtil.exe 创建代理时可由客户端使用,如下例所示:

 

using System.Web.Services;

using System.Web.Services.Protocols;

// AuthHeader class extends from SoapHeader

public class AuthHeader : SoapHeader {

public string Username;

public string Password;

}

public class HeaderService : WebService {

public AuthHeader sHeader;

...

}
服务中的每个 WebMethod 都可以使用 SoapHeader 自定义属性定义一组关联的标头。默认情况下,标头是必需的,但也可以定义可选标头。SoapHeader 属性指定公共字段的名称或者 Client 或 Server 类的属性(本标题中称为 Headers 属性)。在为输入标头调用方法前,WebService 设置 Headers 属性的值;而当方法为输出标头返回时,WebService 检索该值。

[WebMethod(Description="This method requires a custom soap header set by the caller")]

[SoapHeader("sHeader")]

public string SecureMethod() {

if (sHeader == null)

return "ERROR: Please supply credentials";

else

return "USER: " + sHeader.Username;

}

然后,客户端在调用要求标头的方法之前,直接在代理类上设置标头,如下面的示例所示:

HeaderService h = new HeaderService();

AuthHeader myHeader = new AuthHeader();

myHeader.Username = "username";

myHeader.Password = "password";

h.AuthHeader = myHeader;

String result = h.SecureMethod();

3.2 .Net Remoting的安全认证方式
CallContext提供与执行代码路径一起传送的属性集,CallContext是类似于方法调用的线程本地存储的专用集合对象,并提供对每个逻辑执行线程都唯一的数据槽。数据槽不在其他逻辑线程上的调用上下文之间共享。当 CallContext 沿执行代码路径往返传播并且由该路径中的各个对象检查时,可将对象添加到其中。当对另一个 AppDomain 中的对象进行远程方法调用时,CallContext 类将生成一个与该远程调用一起传播的 LogicalCallContext 实例。只有公开 ILogicalThreadAffinative 接口并存储在 CallContext 中的对象被在 LogicalCallContext 中传播到 AppDomain 外部。不支持此接口的对象不在 LogicalCallContext 实例中与远程方法调用一起传输。
CallContext.SetData方法存储给定对象并将其与指定名称关联,CallContext.GetData方法从 CallContext 中检索具有指定名称的对象。
下面的代码示例说明如何使用 SetData 方法将主体和标识对象传输到远程位置以进行标识。

public class ClientClass {

public static void Main() {

GenericIdentity ident = new GenericIdentity("Bob");

GenericPrincipal prpal = new GenericPrincipal(ident,

Newstring[] {"Level1"});

LogicalCallContextData data =

new LogicalCallContextData(prpal);

//Enter data into the CallContext

CallContext.SetData("test data", data);

Console.WriteLine(data.numOfAccesses);

ChannelServices.RegisterChannel(new TcpChannel());

RemotingConfiguration.RegisterActivatedClientType(

typeof(HelloServiceClass), "tcp://localhost:8082");

HelloServiceClass service = new HelloServiceClass();

if(service == null) {

Console.WriteLine("Could not locate server.");

return;

}

// call remote method

Console.WriteLine();

Console.WriteLine("Calling remote object");

Console.WriteLine(service.HelloMethod("Caveman"));

Console.WriteLine(service.HelloMethod("Spaceman"));

Console.WriteLine(service.HelloMethod("Bob"));

Console.WriteLine("Finished remote object call");

Console.WriteLine();

//Extract the returned data from the call context

LogicalCallContextData returnedData =

(LogicalCallContextData)CallContext.GetData("test data");

Console.WriteLine(data.numOfAccesses);

Console.WriteLine(returnedData.numOfAccesses);

}

}

下面的代码示例说明如何使用 GetData 方法将主体和标识对象传输到远程位置以进行标识。

using System;

using System.Text;

using System.Runtime.Remoting.Messaging;

using System.Security.Principal;

public class HelloServiceClass : MarshalByRefObject {

static int n_instances;

int instanceNum;

public HelloServiceClass() {

n_instances++;

instanceNum = n_instances;

Console.WriteLine(this.GetType().Name + " has been created.

Instance # = {0}", instanceNum);

}

~HelloServiceClass() {

Console.WriteLine("Destroyed instance {0} of

HelloServiceClass.", instanceNum);

}

public String HelloMethod(String name) {

//Extract the call context data

LogicalCallContextData data =

(LogicalCallContextData)CallContext.GetData("test data");

IPrincipal myPrincipal = data.Principal;

//Check the user identity

if(myPrincipal.Identity.Name == "Bob") {

Console.WriteLine("\nHello {0}, you are identified!",

myPrincipal.Identity.Name);

Console.WriteLine(data.numOfAccesses);

}

else {

Console.WriteLine("Go away! You are not identified!");

return String.Empty;

}

// calculate and return result to client

return "Hi there " + name + ".";

}

}

4 详细代码设计
4.1 WebService代码设计
WebService端代码主要进行对数据库的操作,建立起Client操作数据库所需要的方法,供Client的端调用。

1)class UserInfoMng() 用户信息管理类,其中包括方法:

l CreateUserInfo(string UserName string UserPwd) 建立用户信息,调用存储过程CreateUserInfo(@UserName,@UserPwd)

l ModifyUserInfo(string UserName string UserPwd) 修改用户信息,调用存储过程ModifyUserInfo(@UserName,@UserPwd)

l DeleteUserInfo() 删除用户信息,调用存储过程DeleteUserInfo

(@UserID)

2)class UserAuthentication() 用户认证类,用来实现用户角色、权限的设置,包括方法:

l CreatePermissionInfo(string PermissionName string Permissi-

-onNote) 建立权限信息,调用存储过程CreatePermissionInfo

(@PermissionName,@PermissionNote)

l CreateRoleInfo(string RoleName string RoleNote) 建立角色信息,调用存储过程CreateRoleInfo(@RoleName,@RoleNote)

l DeleteRoleInfo() 删除角色信息,调用存储过程DeleteRoleInfo

(@RoleID)

l GrantUserRole(string UserID string RoleID string UserRoleNote) 授予用户角色,调用存储过程GrantUserRole(@UserID,@RoleID,

@UserRoleNote)

l DeleteUserRole() 删除用户角色,调用存储过程DeleteUserRole

(@UserRoleID)

l GrantRolePermission(string RoleID string PermissionID string RolePermissionNote) 授予角色权限,调用存储过程GrantRolePermission(@RoleID,@PermissionID,@RolePermissionNote)

l DeleteRolePermission() 删除授予的角色权限,调用存储过程

DeleteRolePermission(@RolePermissionID)

4.2 用户认证代码设计(Client端)
Client端调用WebService方法来进行数据库访问,Client端代码设计主要实现界面的功能,包括:权限设置、用户管理、用户授权管理和用户认证管理

1)权限设置

class PermissionInfoMng() 用户权限信息管理类,包括方法:

l CreatePermissionInfo() 建立权限信息

2)用户管理

class UserInfoMng() 用户信息管理类,包括方法:

l CreateUserInfo() 建立用户信息

l ModifyUserInfo() 修改用户信息

l DeleteUserInfo() 删除用户信息

3)用户授权管理

class RoleInfoMng() 角色信息管理类,包括方法:

l CreateRoleInfo() 建立角色信息

l DeleteRoleInfo() 删除角色信息

class UserRoleMng() 用户角色管理类,包括方法:

l GrantUserRole() 授予用户角色

l Del

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