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1 引言
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基于角色訪問控制( role - based access control，RBAC) 是目前較為成熟的安全訪問控制模型，它靈活地解決了權(quán)限管理、資源管理及權(quán)限審查問題，非常適合基于Web的信息系統(tǒng)。RBAC模型從理論上基本解決了系統(tǒng)用戶訪問控制的問題，但從技術(shù)實現(xiàn)的角度來看，不同的RBAC實現(xiàn)，對系統(tǒng)的開發(fā)及運行效率將有不同影響。本文結(jié)合Struts框架良好的MVC設(shè)計模式和RBAC靈活的權(quán)限管理的特點，提出一個基于Struts框架的RBAC的實現(xiàn)方案。方案較好地實現(xiàn)了RBAC模型，并實現(xiàn)了業(yè)務(wù)層與邏輯層的分離，具有較好的應(yīng)用效果。
2 RBAC的基本原理
RBAC模型引入了“角色”的概念。所謂“角色”就是一個或一群用戶在系統(tǒng)中可執(zhí)行的操作的集合，它是一個用戶的集合，又是一個授權(quán)許可的集合。通過將角色指派給用戶，為角色賦予權(quán)限的方式，使用戶和權(quán)限通過角色間接相聯(lián)系。RBAC基本模型如圖1所示。
圖1 RBAC基本模型
在RBAC中，用戶與角色之間、角色與權(quán)限之間都是多對多的關(guān)系。會話是一個用戶對多個角色的映射，此時的用戶權(quán)限可以為激活角色權(quán)限的并集。RBAC對資源授權(quán)管理過程分為兩個部分，首先實現(xiàn)訪問權(quán)限與角色相關(guān)聯(lián)，然后再實現(xiàn)角色與用戶相關(guān)聯(lián)，從而實現(xiàn)了用戶與訪問權(quán)限的邏輯分離。
3 Struts簡介
傳統(tǒng)的以JSP頁面為核心的開發(fā)模式由于表示邏輯和業(yè)務(wù)邏輯的強耦合，不利于應(yīng)用擴展和更新，已不能滿足應(yīng)用規(guī)模的進一步擴大的需求。MVC設(shè)計模式將應(yīng)用程序分為三個核心部分：模型、視圖、控制器，它們各自處理各自的事務(wù)，很好地實現(xiàn)表示邏輯和業(yè)務(wù)邏輯的有機分離。Struts是MVC設(shè)計模式的一種實現(xiàn)框架，包含了豐富的標記庫和獨立于該框架工作的實用程序類，近年來被越來越多地運用于很多大型系統(tǒng)的實現(xiàn)，成為Web應(yīng)用開發(fā)中最為流行的框架之一。簡單的Struts體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。
客戶端通過瀏覽器發(fā)出請求后，請求被ActionServlet 獲得， ActionServlet在Struts-config.xml配置文件中查找有效映射，然后將相應(yīng)的ActionMapping對象轉(zhuǎn)發(fā)給Action處理器對象進行處理。Action處理器對象訪問ActionForm中的數(shù)據(jù)，處理和響應(yīng)客戶的請求，它還調(diào)用后臺的Bean組件，這些組件封裝了具體的業(yè)務(wù)邏輯。Action 處理器對象根據(jù)處理結(jié)果通知控制器，控制器進行下一步的處理。
圖2 Struts體系結(jié)構(gòu)
4 基于Struts框架的RBAC的實現(xiàn)
在基于Struts的信息系統(tǒng)中，“權(quán)限”體現(xiàn)為是否擁有對某功能模塊的訪問資格。當用戶需要完成某種功能時，通常都是以發(fā)出類似*.do 形式的URL來請求。所以，驗證的任務(wù)就是驗證用戶是否擁有權(quán)限訪問URL所指的功能模塊。
在以往的基于Struts框架的RBAC實現(xiàn)中，基本思想都和上述一致，但就各自的實現(xiàn)方式而言，又各有優(yōu)缺點。比如，有的實現(xiàn)方式是在每個Action中添加權(quán)限驗證，這種方式實現(xiàn)簡單，但由于權(quán)限審查過于分散，導(dǎo)致系統(tǒng)可維護性以及可移植性較差；有的是將URL資源及對應(yīng)權(quán)限關(guān)系保存在數(shù)據(jù)庫中，根據(jù)用戶的角色權(quán)限信息進行比對來實施權(quán)限審查，這種實現(xiàn)方法靈活，易維護，但每次進行權(quán)限審查時必然增加了數(shù)據(jù)庫的訪問次數(shù)，而且，有時可能多個請求(如新增、保存、刪除等)通過同一個Action轉(zhuǎn)發(fā)，使用這種方式就需要慎重考慮URL粒度是否太粗的問題。
通過對比分析，筆者提出一種新的基于Struts的RBAC的實現(xiàn)。基本原理也是驗證用戶URL請求的合法性，但具體實現(xiàn)時，考慮了以下幾個方面的設(shè)計：
① RBAC中用戶、角色和權(quán)限關(guān)系的存儲設(shè)計。
② 用戶的URL請求的設(shè)計。
③ struts-config.xml的設(shè)計。
④ 權(quán)限的驗證算法的設(shè)計。
4.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計
RBAC中用戶、角色和權(quán)限關(guān)系應(yīng)該存儲在數(shù)據(jù)庫中。在實施驗證時，可以根據(jù)發(fā)出請求的用戶(通常在用戶登錄時由系統(tǒng)保存)查找其角色和權(quán)限信息。
數(shù)據(jù)庫中需要以下幾個表：
(1) 用戶表：OA_USER{id，Sys_Name，Password，other user infomation}。
(2) 角色表：OA_ROLE{id，Role_Name，other role infomation}。
(3) 權(quán)限表：OA_POWER{id，Power_Name，other power information}。
(4) 用戶－角色表：OA_USER_ROLE{id，User_id，Role_id}。
(5) 角色－權(quán)限表：OA_ROLE_POWER{id，Role_id，Power_id}。
我們不采用將URL資源及對應(yīng)權(quán)限關(guān)系存放于數(shù)據(jù)庫的方式，以減少權(quán)限審查時數(shù)據(jù)庫訪問次數(shù)。
#p#
4.2 URL請求的設(shè)計
考慮到可能有多種操作請求通過同一個Action轉(zhuǎn)發(fā)，我們規(guī)定在URL中添加請求參數(shù)，以表明它所指向的Action以及操作形式。具體形式可以這樣：*.do?actionType=ProjectDelete，其中actionType參數(shù)的值即表明了操作形式。對于針對相同Action的請求，由于可以使用actionType參數(shù)加以區(qū)分，因此這種方式可以解決URL粒度太粗的問題。
4.3 struts-config.xml的設(shè)計
由于URL資源與權(quán)限的映射關(guān)系沒有存放于數(shù)據(jù)庫，而這種映射關(guān)系又是權(quán)限審查時的重要依據(jù)，因此必須解決映射關(guān)系的存儲問題。通過分析，我們發(fā)現(xiàn)，之所以需要知道URL與權(quán)限的映射關(guān)系，本質(zhì)上是為了反映這樣一個問題：每個Action都需要知道它的actionType與哪一個權(quán)限對應(yīng)。也就是說，如果我們讓Action知道了它的actionType所對應(yīng)的權(quán)限也就解決了URL資源與權(quán)限的映射關(guān)系。
為實現(xiàn)上述目標，struts-config.xml需要做如下配置：
…… |
配置Action時，對于需要進行權(quán)限審查的Action，可以配置其Parameter屬性，以“actionType(Power_Name)”形式保存actionType與權(quán)限的映射關(guān)系，多個actionType與權(quán)限的映射可以用分號作為分隔。當請求指向Action時，可以獲取并分析Parameter參數(shù)值，用以完成權(quán)限審查。
4.4 權(quán)限驗證算法的設(shè)計
首先，既然系統(tǒng)中大部分的Action都需要進行形式相似的權(quán)限驗證，其中必然存在可復(fù)用的設(shè)計。結(jié)合面向?qū)ο蟮乃枷?，我們可以設(shè)計一個基類Action，不妨取名為BaseAction，在該Action中封裝權(quán)限審查邏輯，系統(tǒng)中所有需要進行權(quán)限審查的Action，都可以從該類繼承，由此天生具有了權(quán)限審查能力。這樣，我們就實現(xiàn)了權(quán)限審查邏輯的集中管理，便于系統(tǒng)的維護。
BaseAction類設(shè)計如下：
public abstract class BaseAction extends Action{
public ActionForward execute(ActionMapping mapping， ActionForm form，HttpServletRequest request， HttpServlet Response response) {
if(checkPower(request，mapping))
{
ActionForward forward=doExecute(mapping，form，request，response)；
return forward；
}
else
return mapping.findForward(”nopower”)；
}
public abstract ActionForward doExecute(ActionMapping mapping，
ActionForm form，HttpServletRequest request， HttpServletResponse response)；//要求所有BaseAction的子類必須實現(xiàn)該方法，供Excute方法調(diào)用
private String getActionPower(ActionMapping mapping)
{//根據(jù)request傳遞的paramter值，在配置文件中查找對應(yīng)權(quán)限名稱并返回
String actionType=request.getParameter (”action Type”)；
String parameter=mapping.getParameter()；
……
}
private boolean checkPower(HttpServletRequest request，ActionMapping mapping )
{//權(quán)限審查
// 獲取登錄用戶信息
LoginUser loginUser=(LoginUser)session.getAttribute(”currentUser”)；
// 獲取此次操作所需的權(quán)限
String needPower=getActionPower(mapping)；
// 驗證登錄用戶是否擁有操作權(quán)限
if(IsPowerInUserRole(needPower，loginUser))
return true；
else
return false；
}
private boolean IsPowerInUserPower(String needPower，LoginUser loginUser)
{//判斷登錄用戶loginUser擁有的權(quán)限集合是否包含needPower權(quán)限
……
}
}
5 結(jié)束語
RBAC是目前較為成熟的安全訪問控制模型，Struts是目前較為流行基于MVC的Web系統(tǒng)開發(fā)框架，將兩者結(jié)合起來開發(fā)Web信息系統(tǒng)，將大大提高系統(tǒng)的安全性，同時系統(tǒng)也將具有開發(fā)效率高、易維護等良好特性。
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新聞標題：一種基于Struts框架的RBAC實現(xiàn)
網(wǎng)站URL：http://www.fisionsoft.com.cn/article/ccdipcs.html
