按鈕級權限管理與統(tǒng)一認證系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

關鍵詞：權限管理；統(tǒng)一認證；RBAC；OAuth 2；信息系統(tǒng)

0 引言

隨著信息技術的不斷發(fā)展，機構內部應用系統(tǒng)的數(shù)量和復雜性不斷增加，功能日益復雜，涉及的用戶角色也越來越廣泛。在這些系統(tǒng)中，對用戶權限的統(tǒng)一化、精細化管理，保障系統(tǒng)安全性和數(shù)據(jù)完整性成為亟待解決的問題[1]。

傳統(tǒng)的權限管理系統(tǒng)要求開發(fā)者手動處理每個資源的訪問控制，缺乏對多應用權限的統(tǒng)一管理，使得工程處理非常煩瑣且效率低下，導致延長開發(fā)周期，增加開發(fā)成本。用戶需要在多個系統(tǒng)中重復登錄，導致用戶體驗不佳且存在安全隱患。系統(tǒng)之間的權限認證和用戶信息同步存在障礙，影響了企業(yè)內部信息流暢度和工作效率。

為解決上述問題，本文基于角色的訪問控制模型（Role-Based Access Control，簡稱RBAC） [2]，使用Spring Security、OAuth2、JWT等技術框架，設計研發(fā)了面向多應用的按鈕級權限管理與用戶統(tǒng)一認證系統(tǒng)。該系統(tǒng)旨在為機構提供一種統(tǒng)一、靈活、高效的權限管理與用戶認證解決方案。開發(fā)者可通過配置方式實現(xiàn)對系統(tǒng)級、菜單級、按鈕級等資源的訪問控制，根據(jù)具體業(yè)務需求精確控制用戶對系統(tǒng)功能的訪問權限，有效降低潛在的安全風險，并提高機構內部應用系統(tǒng)的安全性和管理效率。同時，系統(tǒng)實現(xiàn)了用戶在多個系統(tǒng)中的單點登錄與不同系統(tǒng)間的權限認證和用戶信息同步[3]，提高用戶體驗和工作效率，確保企業(yè)內部信息的安全性和一致性。

1 系統(tǒng)整體設計

該系統(tǒng)采用Spring Security、JWT、OAuth2等技術架構組件，使用MySQL作為數(shù)據(jù)存儲服務器，Redis作為緩存數(shù)據(jù)服務器；與業(yè)務系統(tǒng)通過API方式進行權限驗證，系統(tǒng)的整體業(yè)務架構如圖1所示。本文的論述重點是多業(yè)務系統(tǒng)的按鈕級權限管理以及用戶統(tǒng)一認證功能的實現(xiàn)。結合圖1，下面分別對權限管理與用戶統(tǒng)一認證的流程進行闡述。

1.1 用戶統(tǒng)一認證

1） 業(yè)務系統(tǒng)前端請求業(yè)務系統(tǒng)后端接口，業(yè)務后端攔截請求，調用系統(tǒng)中認證模塊接口進行權限檢查。如發(fā)現(xiàn)token無效或已過期，返回未登錄信息給業(yè)務后端，業(yè)務后端將信息返回給業(yè)務前端，業(yè)務前端攜帶應用信息（如：client_id、response_type、redi?rect_uri） 跳轉到系統(tǒng)的統(tǒng)一登錄界面。

2） 進入統(tǒng)一認證登錄界面后，登錄頁自動在re?quest header 中攜帶tokenForCode 請求授權碼接口。

初次登錄用戶須在登錄頁輸入用戶名/密碼，登錄頁再次發(fā)送請求到系統(tǒng)后端。后端校驗clientId是否存在、用戶名/密碼是否正確、當前用戶是否被允許訪問當前client_id的應用。認證通過會生成一個授權碼code，同時在response header中返回一個tokenForCode 用于維持用戶名/密碼的登錄狀態(tài)[4]。登錄頁將token?ForCode保存下來以備其他業(yè)務系統(tǒng)自動登錄，同時，將code拼接到redirect_uri中并重定向回redirect_uri。

3） 登錄認證通過后回到業(yè)務系統(tǒng)redirect_uri，業(yè)務系統(tǒng)取出code 并攜帶client_id、code 值、grant_type 向業(yè)務系統(tǒng)后端申請token。業(yè)務系統(tǒng)后端將接收的參數(shù)以及保存在后端的client_secret拼接到URL中，向系統(tǒng)認證模塊申請token。

4） 系統(tǒng)后臺校驗code有效性（僅可使用1次）、cli?ent_id和client_secret。校驗通過則簽發(fā)JWT token（to?ken payload里聲明了username、user_uuid、client_id、當前token可訪問的業(yè)務系統(tǒng)集合aud字段等信息）。

5） 業(yè)務后端接收到系統(tǒng)認證模塊簽發(fā)的token并返回給業(yè)務前端，業(yè)務前端獲取token后進行業(yè)務接口調用，業(yè)務后端攔截請求，向系統(tǒng)認證模塊請求進行token校驗、權限檢查。

6） 業(yè)務系統(tǒng)B前端請求對應后端接口，其后端同樣攔截請求，向系統(tǒng)認證模塊進行token校驗、權限檢查，返回未登錄信息。該業(yè)務后端接收到信息返回給業(yè)務B前端，業(yè)務B前端重定向到系統(tǒng)登錄界面。由于業(yè)務系統(tǒng)A 已經(jīng)登錄，登錄頁自動攜帶token?ForCode 請求code，同時重定向回業(yè)務系統(tǒng)B 前端。業(yè)務B無須輸入用戶名/密碼即完成了登錄過程，獲取到授權碼code，后續(xù)完成與業(yè)務A相同的其他流程。

1.2 權限管理

1） 業(yè)務系統(tǒng)后端攔截業(yè)務前端界面請求，獲取當前請求的地址（例如/user/search） 和HTTP 方法http?Method（POST） 。后端查詢獲取被訪問接口在系統(tǒng)權限管理模塊注冊的資源ID resourceId（例如：dciiadmin-server） 和access_token，請求系統(tǒng)權限管理模塊權限驗證接口。

2） 系統(tǒng)權限管理模塊根據(jù)resourceId查詢出當前業(yè)務系統(tǒng)的路徑匹配規(guī)則集，找到當前接口的認證規(guī)則authentication_type。若當前接口不鑒權（authentica?tion_type為anonymous） ，則直接通過權限檢查；若需要鑒權則取出請求頭里的access_token，校驗token是否被篡改[5]，解析其中聲明的信息（例如：username、aud、authorities） 。

3） 根據(jù)username查詢緩存數(shù)據(jù)庫Redis。如查詢結果為空，則當前token已過期；如有值且兩個token相等，則表示token可用，同時將當前token有效期自動延期。如聲明信息中有aud字段，且傳來的resour?ceId與aud字段值不相等，則返回權限不足提示。

4） 系統(tǒng)權限管理模塊提供按鈕權限獲取接口。業(yè)務系統(tǒng)在前端界面初始化時調用此接口，鑒權通過后，按鈕獲取接口會返回業(yè)務系統(tǒng)當前界面的按鈕顯示信息。

2 系統(tǒng)功能設計與實現(xiàn)

本系統(tǒng)的功能設計采用基于角色的訪問控制模型（RBAC） 。在微服務架構下，應用Hibernate框架嵌入SpringBoot框架中，同時應用Spring Security+JWT實現(xiàn)系統(tǒng)的權限管理功能，應用OAuth框架實現(xiàn)系統(tǒng)的用戶統(tǒng)一認證功能。系統(tǒng)將用戶關聯(lián)角色，角色關聯(lián)權限，權限關聯(lián)應用資源，從而實現(xiàn)賦予用戶相應資源的權限[6]。如圖2所示，本系統(tǒng)由用戶管理、角色管理、權限管理、應用管理、統(tǒng)一認證等模塊組成。

2.1 應用管理

應用指接入該系統(tǒng)的其他業(yè)務系統(tǒng)。應用管理功能包括應用列表、添加編輯應用、頁面管理、按鈕管理、接口管理等功能。

應用列表展示接入該系統(tǒng)的其他業(yè)務系統(tǒng)信息。用戶可通過應用列表查看和編輯應用詳細信息，設置應用圖標、應用狀態(tài)，獲取應用ID、訪問密鑰，配置應用前后端訪問路徑。如圖3所示。

用戶完成應用注冊后，可通過頁面管理和接口管理分別配置相關的頁面和接口信息。頁面管理功能支持手動添加和JSON導入兩種方式添加應用下的頁面資源信息，同時提供編輯和下載原始JSON的功能。頁面信息包括id、path、name、component、redirect、meta 等屬性，前端框架通過獲取頁面信息組織頁面的層級結構。當前端已根據(jù)需求將各種組件組成應用后，需要將系統(tǒng)組件映射到路由上，而這些頁面信息即為組成路由表的關鍵屬性。

在大多數(shù)后臺管理系統(tǒng)中，都需要導航菜單對頁面進行導航。因此，路由表不僅決定了系統(tǒng)頁面的映射關系，還控制著菜單的排列順序和層級結構。此外，通過接收路由元信息meta屬性，可實現(xiàn)將任意信息附加到路由上，如菜單名稱、菜單圖標等。頁面管理如圖4所示。

頁面結構配置完成后，用戶可以通過按鈕管理功能配置頁面中的按鈕信息。按鈕配置信息包括編碼、說明，前端應用通過編碼信息定位頁面中的按鈕。如圖5所示。

頁面信息配置完成后，用戶可通過接口管理功能設置應用下的接口信息。接口信息包括所屬應用、匹配規(guī)則、規(guī)則說明、HTTP方法、認證類型以及排序等信息。服務端應用通過接口信息匹配被訪問的接口，服務端對用戶接口權限的鑒權見系統(tǒng)整體設計中的權限管理部分。

2.2 權限管理

權限管理用于實現(xiàn)業(yè)務系統(tǒng)應用功能的合理有序組合。權限管理功能包括權限列表、添加編輯權限、頁面權限、按鈕權限、接口權限。權限列表展示系統(tǒng)中的全部權限信息，并提供新增編輯權限入口。

頁面權限管理通過應用設置的頁面結構，為用戶提供設置頁面在某一權限下是否可見的功能。按鈕權限管理則通過頁面中設置的按鈕信息，來設置按鈕在某一權限下是否可見。如圖6所示。

接口權限管理通過應用設置的API信息，提供用戶設置接口在某一權限下是否有權訪問以及鑒權方式。如圖7所示。

2.3 角色管理

角色是對權限的組合，通過設置用戶角色實現(xiàn)對用戶的權限授予[7]。角色管理功能包括角色列表、添加角色、權限設置。角色列表展示系統(tǒng)中的全部角色信息，并提供新增編輯角色入口。

在角色管理中設置權限時，系統(tǒng)分為頁面權限和接口權限兩部分。頁面權限設置專注于業(yè)務系統(tǒng)的功能界面、按鈕的訪問控制設置。接口權限以單個API為粒度設置某一角色下接口的訪問控制。

2.4 用戶管理

用戶管理提供用戶信息的展示，用戶注冊、編輯、禁用功能。在用戶注冊時，系統(tǒng)管理員可根據(jù)用戶需求設置用戶角色，角色可以是單一角色，也可以是多個角色。用戶注冊時提供的用戶名、手機號碼、郵箱均可作為登錄系統(tǒng)時的用戶賬號。

2.5 統(tǒng)一認證

用戶統(tǒng)一認證包括登錄配置和用戶登錄界面。在登錄配置模塊，用戶可以配置系統(tǒng)的登錄界面。配置完成后，通過地址訪問用戶登錄界面，輸入用戶信息后，經(jīng)過系統(tǒng)的統(tǒng)一認證完成用戶登錄操作[8]。統(tǒng)一認證的詳細過程見系統(tǒng)整體設計中的統(tǒng)一認證模塊。

3 結論

本系統(tǒng)基于RBAC 模型，結合Spring Security、OAuth2、JWT等技術框架，設計并實現(xiàn)了面向多應用的按鈕級權限管理與用戶統(tǒng)一認證系統(tǒng)。通過統(tǒng)一管理用戶權限，實現(xiàn)了對系統(tǒng)級、菜單級、按鈕級等資源的精細化訪問控制，提高了系統(tǒng)的安全性和管理效率。同時，實現(xiàn)了用戶在多個系統(tǒng)中的單點登錄與權限認證、用戶信息同步，優(yōu)化了用戶體驗和工作效率。本系統(tǒng)為機構提供了一種統(tǒng)一、靈活、高效的權限管理與用戶認證解決方案，為信息系統(tǒng)的安全和發(fā)展提供了有力支持。