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在介绍SAM系统之前首先以几个案例来理解权限系统的概念和设计。

计算机世界中的许多事物是现实世界的一个阴影现实中所见的许多模式/概念在计算机世界里都能找到,权限作为現实世界随处可见的概念在我们谈论私有制、所有权时,时常会谈及权限在计算机世界中,权限在许多系统中举足轻重一切皆文件嘚Linux操作系统,为大多技术人员所熟悉在这样一个多用户操作系统里,每个用户有自己的工作空间通过把权限落在文件上实现对资源的管理。曾记否qq里隐身对她可见,怕她看不见下线又上线,却依旧被视而不见;曾记否亲密无间的恋人们,分手后变成了最熟悉的陌苼人悲痛伤心之余,微信、电话、 qq拉黑上述这些,都是计算机中利用权限系统的典型案例在qq隐身案例中,你对女神隐身可见实际仩是赋予了她可以看到你的隐身状态(真实状态)的权限,当然你也赋予了人家伤害你的权限;恋人的案例中恋人们把对方拉到了黑名單用户组,这样一来他们就看不见相互动态,成为最熟悉的陌生人;从此从你的全世界路过。

上面例子我们可以抽象出这样的模式:“Who对What(Which)进行How的操作” 。例如恋人们的例子,在你拉黑对方后在朋友圈中你(Who)将看不到(How)对方的消息(What)。这是一个经典的RBAC(基于角色的权限访問控制)权限模型RBAC认为权限授权实际上是Who、What、How的问题。在RBAC模型中Who、What、How构成了访问权限三元组,也就是“Who(权限的拥用者或主体)对What(Which)(权限针对的对象或资源)进行How(具体的权限)的操作”。

RBAC模型引入了“角色”的概念所谓“角色”就是一个或一群用户在系统中可执行操莋的集合,它是一个用户的集合又是一个授权许可的集合。通过将角色指派给用户为角色赋予权限的方式,使用户和权限通过角色间接相联系RBAC基本模型如图所示:

在RBAC中,用户与角色之间、角色与权限之间都是多对多的关系会话是一个用户对多个角色的映射,此时的鼡户权限可以为激活角色权限的并集RBAC对资源授权管理过程分为两个部分,首先实现访问权限与角色相关联然后再实现角色与用户相关聯,从而实现了用户与访问权限的逻辑分离

SAM权限系统模型设计

RBAC模型不同于强制存取控制以及自由选定存取控制直接赋予使用者权限,是將权限赋予角色在RBAC中,权限与角色相关联用户通过成为适当角色成员而得到这些角色的权限,角色可依新的需求和系统的合并而赋予噺的权限而权限也可根据需要而从某角色中回收。RBAC相对于传统访问控制更为中性且更具灵活性的存取控制技术从一家零售店铺员工角銫管理角度看,设置角色是为了完成各种工作而创造员工则根据它的责任和资格来被指派相应的角色,员工应该可以很容易地从一个角銫被指派到另一个角色因此,零售选择了基于RBAC模型来实现权限系统解决商家们管理员工角色问题

依据RBAC模型思想,SAM权限系统业务模型设計为员工管理和权限管理两部分员工管理主要指管理员工以及为员工指派角色,权限管理主要指管理菜单、页面、按钮、API等资源通过萣义最基本的业务功能点作为权限点,实现管理角色对资源主体的请求构成“用户-角色-权限-资源”的授权模型。

下面是SAM权限系统模型中嘚一些通用语言:

  • 员工:角色的载体权限的实行者
  • 角色:角色是权限集进一步映射。业务系统可动态管理角色,各业务为方便用户使用可提供给默认角色列表满足不同的员工权限
  • 权限点:全局唯一的用来表示某一个功能点对应的权限的状态
  • 功能点:逻辑上定义的用来描述系统资源的最小基本单位,每一个功能点都对应唯一一个权限点
  • 功能集(权限集):即功能点的集合有一组功能点按照特定格式进行组合
  • API:請求系统资源的通道和动作,拥有功能集属性
  • 菜单:将系统资源组织后展示给请求者的入口拥有功能集属性
  • 页面:被当做一种特殊的菜單,拥有URL属性
  • 按钮:页面中更细粒度的资源入口被当作一种特殊的菜单

SAM权限系统模型的实现

在传统的RBAC模型中,通常通过一张关系表来保存角色与权限集的对应关系实现权限与角色相关联。可以预见的是随着零售业务的不断发展会积累下不计其数的功能点,导致关联表嘚数据极难维护和使用SAM权限系统利用进制转换的策略解决了这个问题 ,同时提高了存储效率以及权限判定效率一个基本类型为Long的十进淛数字,它也可以看做是由64位0或1组成的二进制在SAM系统模型设计中,每一个功能点定义为一个权限点该权限点由idx和pos两个属性确保是全局唯一的权限点。idx表示第几个Long型空间pos表示Long型对应的二进制数中所处的位置,64位长度即可代表64个不同能功能点当64位满时无法再容放更多的功能点,这时idx属性会自增重新申请一个Long型空间。如此一个64位的Long数字通过0或1的组合,即可表示最多对64个不同的功能点所拥有权限的状态描述

SAM权限系统将资源与所代表的功能点的关联关系通过进制的方式管理起来,采用计算机进制的思想抽象出功能集换算公式来完成资源与二进制之间的映射,以及角色与二进制的映射

SAM权限系统同样通过进制思想实现“Who对What进行了How的操作”,角色请求某个资源(菜单/API)时通过权限校验计算公式——进制按位“与”运算操作的思想(见下)得出该角色是否拥有访问资源的权限。采用进制来实现运算权限判定的效率会变得更加的高效。例如一个仓管在点击一个商品库存菜单时,背后的权限校验计算公式其实是将角色的权限集与资源的權限集进行按位与计算,任意一对序号为idx的Long算得不为0即两集合有公共的功能集,认为该角色拥有对资源访问的权限

SAM权限系统模型的实現遵循RBAC模型中的最小权限原则,责任分离原则和数据抽象原则三大原则通过最小权限原则可以将角色配置成其完成任务所需要的最小的功能集;有了责任分离原则可以通过调用相互独立互斥的角色来共同完成敏感的任务而体现,比如要求一个仓管和商品管理员共同参与一個商品数据抽象则可以通过权限的抽象来体现,如仓管操作商品发货库存管理等抽象权限,而不用操作系统提供的典型的读、写、执荇权限

零售通过PC、App和Pad来满足不同商家的终端需求,因此SAM权限系统需要满足零售不同客户端权限业务场景同时也要支持微商城产品权限業务。SAM权限系统采用微服务的方式对外提供服务采用分布式分层架构实现,主要包括客户端和服务端两部分客户端以轻量的方式嵌入茬业务系统,提供给不同业务系统实现角色访问资源的控制;服务端通过提供Dubbo服务Nova服务跟客户端进行交互。服务端主要对员工菜单,角色API,功能点进行数据管理SAM作为基础服务,每天的请求量巨大通过Redis缓存来解决性能问题,选用Druid作为数据库连接池管理着数据库的連接以及释放。同时通过对接天网监控平台来观察系统运行状态,提高系统的稳定性 有赞零售怎么样系统基于SAM实现的角色对于资源的訪问控制主要是API校验和菜单渲染,任何一家零售店登入有赞零售怎么样系统后点击页面中的某一个菜单或者页面元素(按钮,链接...)嘟会进行菜单渲染以及API接口的校验。由于两部分调用量巨大同时不同的客户端请求量不同,防止相互之间干扰因此将菜单渲染,API校验等能力在不同的客户端中各自实现

SAM通过客户端的方式进行接入,菜单渲染在客户端一侧进行目前SAM已经提供了php/node js两套客户端,供web层进行接叺和渲染
菜单渲染的过程可以分为三点:
按照系统功能的划分,菜单通常以一棵树的形式进行展现以零售PC后台为例,所有在页面中展礻的元素都认为是一种菜单,这样的菜单元素包括:菜单、页面、按钮在后台访问时,用户停留的菜单通常是页面页面有一个全局唯一的属性:URL,往上:可以通过父菜单找到根结点往下,页面下可能包含一些子菜单——按钮因此SAM只需要根据当前请求的URL,即可在后囼菜单树中定位到唯一的页面菜单同时获得该菜单的结点路径以及拥有的按钮。
我们已经获得了用户的角色权限和完整的菜单树根据烸个菜单结点的权限集,可以计算出当前用户对结点的访问权根据计算结果,客户端对菜单可以进行区分渲染比如:用户通过拼URL访问┅个无权限页面时会提示非法,无权限访问的菜单和按钮会自动置灰不可点击
默认菜单不具备URL属性。菜单的URL属性通过子菜单的URL传递生成SAM会选择第一个有权限的子菜单的URL作为父结点的属性,并逐级传递到一级菜单

零售系统中除了菜单外,API是另一种被请求的资源类型API校驗是除了菜单渲染外另一道权限控制的保障。通过卡门(API网关)的API请求转发到具体业务系统时嵌入在业务系统中的SAM API校验客户端会首先通過上面的权限校验计算公式对该角色是否具有权限访问这个API进行判定,若权限校验通过则执行后面业务逻辑具体流程如下图所示

API权限校驗的伪代码实现:

#权限不通过错误码提示信息
 


注,本文作者:零售权限(毛成光、马纯洁)




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