权限系统设计架构图权限系统的设计例子

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数据探索先锋 2024-03-12 06:24:45

文章标签 权限系统设计架构图系统安全安全权限系统设计权限系统RBAC 文章分类 架构后端开发

系统安全一直是在系统开发中不可规避的问题，而权限控制又跟系统安全密不可分，大到用户的访问，小到一个页面的按钮，都有可能涉及到权限的控制。

RBAC权限模型

迄今为止最为普及的权限设计模型是RBAC模型，基于角色的访问控制（Role-Based Access Control)。

1、RBAC0模型

简单地说，一个用户拥有若干角色，每一个角色拥有若干权限。这样，就构造成“用户-角色-权限”的授权模型。

RBAC0模型如下:

权限系统设计架构图权限系统的设计例子_设计权限系统RBAC

这是权限最基础也是最核心的模型，它包括用户/角色/权限,其中用户和角色是多对多的关系，角色和权限也是多对多的关系。

用户是发起操作的主体，按类型分可分为2B和2C用户，可以是后台管理系统的用户,可以是OA系统的内部员工，也可以是面向C端的用户，比如阿里云的用户。

角色起到了桥梁的作用，连接了用户和权限的关系，每个角色可以关联多个权限，同时一个用户关联多个角色，那么这个用户就有了多个角色的多个权限。有人会问了为什么用户不直接关联权限呢？

在用户基数小的系统，比如20个人的小系统,管理员可以直接把用户和权限关联，工作量并不大，选择一个用户勾选下需要的权限就完事了。

但是在实际企业系统中，用户基数比较大，其中很多人的权限都是一样的，就是个普通访问权限，如果管理员给100人甚至更多授权,工作量巨大。

这就引入了"角色(Role)"概念,一个角色可以与多个用户关联，管理员只需要把该角色赋予用户，那么用户就有了该角色下的所有权限,这样设计既提升了效率,也有很大的拓展性。

一句话概括就是：权限系统维护的是人和可进行行为的关联关系。

那么系统的每个用户可以看做是一堆可以进行的行为的集合。

这句话有点不好理解的话，你就按照用户画像那么理解，在权限系统里，每个用户身上打满了一堆可以进行行为的标签。

权限系统设计架构图权限系统的设计例子_权限系统_02

权限是用户可以访问的资源，包括页面权限、操作权限、数据权限。

页面权限：即用户登录系统可以看到的页面,由菜单来控制,菜单包括一级菜单和二级菜单,只要用户有一级和二级菜单的权限,那么用户就可以访问页面

操作权限：即页面的功能按钮，包括查看、新增、修改、删除、审核等，用户点击删除按钮时，后台会校验用户角色下的所有权限是否包含该删除权限，如果是，就可以进行下一步操作，反之提示无权限。有的系统要求"可见即可操作"，意思是如果页面上能够看到操作按钮，那么用户就可以操作，要实现此需求，这里就需要前端来配合，前端开发把用户的权限信息缓存，在页面判断用户是否包含此权限，如果有，就显示该按钮，如果没有，就隐藏该按钮。某种程度上提升了用户体验，但是在实际场景可自行选择是否需要这样做。

数据权限：数据权限就是用户在同一页面看到的数据是不同的，比如财务部只能看到其部门下的用户数据，采购部只看采购部的数据，在一些大型的公司，全国有很多城市和分公司，比如杭州用户登录系统只能看到杭州的数据，上海用户只能看到上海的数据，解决方案一般是把数据和具体的组织架构关联起来，举个例子，再给用户授权的时候，用户选择某个角色同时绑定组织如财务部或者合肥分公司，那么该用户就有了该角色下财务部或合肥分公司下的的数据权限。

权限系统设计架构图权限系统的设计例子_设计权限系统RBAC_03

以上是RBAC的核心设计及模型分析，此模型也叫做RBAC0，而基于核心概念之上，RBAC还提供了扩展模式：包括RBAC1、RBAC2、RBAC3模型。

下面介绍这三种类型

2、RBAC1模型

权限系统设计架构图权限系统的设计例子_系统安全_04

此模型引入了角色继承(Hierarchical Role)概念，即角色具有上下级的关系，角色间的继承关系可分为一般继承关系和受限继承关系。

一般继承关系仅要求角色继承关系是一个绝对偏序关系，允许角色间的多继承。而受限继承关系则进一步要求角色继承关系是一个树结构，实现角色间的单继承。这种设计可以给角色分组和分层，一定程度简化了权限管理工作。

3、 RBAC2模型

基于核心模型的基础上，进行了角色的约束控制，RBAC2模型中添加了责任分离关系，其规定了权限被赋予角色时，或角色被赋予用户时，以及当用户在某一时刻激活一个角色时所应遵循的强制性规则。责任分离包括静态责任分离和动态责任分离。

主要包括以下约束:

互斥角色：同一用户只能分配到一组互斥角色集合中至多一个角色，支持责任分离的原则。互斥角色是指各自权限互相制约的两个角色。比如财务部有会计和审核员两个角色，他们是互斥角色，那么用户不能同时拥有这两个角色，体现了职责分离原则。

基数约束：一个角色被分配的用户数量受限；一个用户可拥有的角色数目受限；同样一个角色对应的访问权限数目也应受限，以控制高级权限在系统中的分配

先决条件角色: 即用户想获得某上级角色,必须先获得其下一级的角色。

4、RBAC3模型

即最全面的权限管理,它是基于RBAC0,将RBAC1和RBAC2进行了整合

5、用户组

当平台用户基数增大，角色类型增多时，而且有一部分人具有相同的属性，比如财务部的所有员工,如果直接给用户分配角色，管理员的工作量就会很大，如果把相同属性的用户归类到某用户组，那么管理员直接给用户组分配角色，用户组里的每个用户即可拥有该角色，以后其他用户加入用户组后，即可自动获取用户组的所有角色，退出用户组，同时也撤销了用户组下的角色，无须管理员手动管理角色。

根据用户组是否有上下级关系,可以分为有上下级的用户组和普通用户组。

具有上下级关系的用户组：最典型的例子就是部门和职位，可能多数人没有把部门职位和用户组关联起来吧。当然用户组是可以拓展的，部门和职位常用于内部的管理系统，如果是面向C端的系统，比如淘宝网的商家，商家自身也有一套组织架构，比如采购部，销售部，客服部，后勤部等，有些人拥有客服权限，有些人拥有上架权限等等，所以用户组是可以拓展的。

普通用户组：即没有上下级关系，和组织架构，职位都没有关系，也就是说可以跨部门，跨职位,举个例子，某电商后台管理系统，有拼团活动管理角色，我们可以设置一个拼团用户组，该组可以包括研发部的后台开发人员，运营部的运营人员，采购部的人员等等。

每个公司都会涉及到到组织和职位,下面就重点介绍这两个。

5.1 组织

常见的组织架构如下图:

权限系统设计架构图权限系统的设计例子_权限系统_05

我们可以把组织与角色进行关联，用户加入组织后，就会自动获得该组织的全部角色，无须管理员手动授予，大大减少工作量，同时用户在调岗时，只需调整组织，角色即可批量调整。

组织的另外一个作用是控制数据权限，把角色关联到组织，那么该角色只能看到该组织下的数据权限。

5.2 职位

假设财务部的职位如下图:

权限系统设计架构图权限系统的设计例子_安全_06

每个组织部门下都会有多个职位，比如财务部有总监，会计，出纳等职位，虽然都在同一部门，但是每个职位的权限是不同的，职位高的拥有更多的权限。总监拥有所有权限，会计和出纳拥有部分权限。特殊情况下，一个人可能身兼多职。

6、含有组织/职位/用户组的模型

根据以上场景,新的权限模型就可以设计出来了,如下图:

权限系统设计架构图权限系统的设计例子_设计权限系统RBAC_07

根据系统的复杂度不同，其中的多对多关系和一对一关系可能会有变化。

在单系统且用户类型单一的情况下，用户和组织是一对一关系，组织和职位是一对多关系，用户和职位是一对一关系，组织和角色是一对一关系，职位和角色是一对一关系，用户和用户组是多对对关系，用户组和角色是一对一关系，当然这些关系也可以根据具体业务进行调整。模型设计并不是死的，如果小系统不需要用户组，这块是可以去掉的。

分布式系统且用户类型单一的情况下，到这里权限系统就会变得很复杂，这里就要引入了一个"系统"概念，此时系统架构是个分布式系统，权限系统独立出来，负责所有的系统的权限控制，其他业务系统比如商品中心，订单中心，用户中心，每个系统都有自己的角色和权限，那么权限系统就可以配置其他系统的角色和权限。

# 授权流程

授权即给用户授予角色，按流程可分为手动授权和审批授权。权限中心可同时配置这两种，可提高授权的灵活性。

手动授权：管理员登录权限中心为用户授权，根据在哪个页面授权分为两种方式：给用户添加角色，给角色添加用户。

给用户添加角色就是在用户管理页面，点击某个用户去授予角色，可以一次为用户添加多个角色；给角色添加用户就是在角色管理页面，点击某个角色，选择多个用户，实现了给批量用户授予角色的目的。

审批授权：即用户申请某个职位角色，那么用户通过OA流程申请该角色，然后由上级审批，该用户即可拥有该角色，不需要系统管理员手动授予。

# 表结构

有了上述的权限模型，设计表结构就不难了，下面是多系统下的表结构，简单设计下，主要提供思路。

权限系统设计架构图权限系统的设计例子_权限系统设计架构图_08

# 权限框架

RBAC模型5大属性，分别是： 1 用户属性（张三、李四、王五） 2 角色属性（销售经理、销售、前台） 3 用户与角色的关系（张三是销售经理、李四王五是销售） 4 权限（添加客户、编辑客户、删除客户，查看客户） 5 权限与角色的关系（销售拥有查看客户的权限、销售经理可以查看/添加/删除/编辑客户的）
一个RBAC权限模块，必然要实现三个功能用户管理用户列表添加用户编辑用户设置用户角色角色管理角色列表添加角色编辑角色设置角色权限权限管理权限列表新增权限编辑权限

数据表设计

用户表

CREATE TABLE `user` (
`id` int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`name` varchar(20) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '姓名',
`email` varchar(30) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '邮箱',
`is_admin` tinyint(1) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '是否是超级管理员 1表示是 0 表示不是',
`status` tinyint(1) NOT NULL DEFAULT '1' COMMENT '状态 1：有效 0：无效',
`updated_time` timestamp NOT NULL DEFAULT '0000-00-00 00:00:00' COMMENT '最后一次更新时间',
`created_time` timestamp NOT NULL DEFAULT COMMENT '插入时间',
PRIMARY KEY (`id`),
KEY `idx_email` (`email`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用户表';

角色表

CREATE TABLE `role` (
`id` int(11) unsigned NOT NULL ,
`name` varchar(50) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '角色名称',
`status` tinyint(1) NOT NULL DEFAULT COMMENT ,
timestamp NOT NULL DEFAULT COMMENT ,
timestamp NOT NULL DEFAULT COMMENT ,
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='角色表';

用户角色表

CREATE TABLE `user_role` (
`id` int(11) unsigned NOT NULL ,
`uid` int(11) NOT NULL DEFAULT COMMENT '用户id',
`role_id` int(11) NOT NULL DEFAULT COMMENT '角色ID',
timestamp NOT NULL DEFAULT COMMENT ,
PRIMARY KEY (`id`),
KEY `idx_uid` (`uid`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用户角色表';

权限详情表

CREATE TABLE `access` (
`id` int(11) unsigned NOT NULL ,
`title` varchar(50) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '权限名称',
`urls` varchar(1000) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT 'json 数组',
`status` tinyint(1) NOT NULL DEFAULT COMMENT ,
timestamp NOT NULL DEFAULT COMMENT ,
timestamp NOT NULL DEFAULT COMMENT ,
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='权限详情表';

角色权限表

CREATE TABLE `role_access` (
`id` int(11) unsigned NOT NULL ,
`role_id` int(11) NOT NULL DEFAULT COMMENT '角色id',
`access_id` int(11) NOT NULL DEFAULT COMMENT '权限id',
timestamp NOT NULL DEFAULT '0000-00-00 00:00:00' COMMENT '插入时间',
PRIMARY KEY (`id`),
KEY `idx_role_id` (`role_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='角色权限表';

用户操作记录表

CREATE TABLE `app_access_log` (
`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`uid` bigint(20) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '品牌UID',
`target_url` varchar(255) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '访问的url',
`query_params` longtext NOT NULL COMMENT 'get和post参数',
`ua` varchar(255) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '访问ua',
`ip` varchar(32) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '访问ip',
`note` varchar(1000) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT 'json格式备注字段',
`created_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
PRIMARY KEY (`id`),
KEY `idx_uid` (`uid`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用户操作记录表';

代码实现本系统所有页面都是需要登录之后才能访问的，在框架中加入统一验证方法

public function beforeAction($action) {
$login_status = $this->checkLoginStatus();
if ( !$login_status && !in_array( $action->uniqueId,$this->allowAllAction ) ) {
if(Yii::$app->request->isAjax){
$this->renderJSON([],"未登录,请返回用户中心",-302);
}else{
$this->redirect( UrlService::buildUrl("/user/login") );//返回到登录页面
}
return false;
}
//保存所有的访问到数据库当中
$get_params = $this->get( null );
$post_params = $this->post( null );
$model_log = new AppAccessLog();
$model_log->uid = $this->current_user?$this->current_user['id']:0;
$model_log->target_url = isset( $_SERVER['REQUEST_URI'] )?$_SERVER['REQUEST_URI']:'';
$model_log->query_params = json_encode( array_merge( $post_params,$get_params ) );
$model_log->ua = isset( $_SERVER['HTTP_USER_AGENT'] )?$_SERVER['HTTP_USER_AGENT']:'';
$model_log->ip = isset( $_SERVER['REMOTE_ADDR'] )?$_SERVER['REMOTE_ADDR']:'';
$model_log->created_time = date("Y-m-d H:i:s");
$model_log->save( 0 );
/**
* 判断权限的逻辑是
* 取出当前登录用户的所属角色，
* 在通过角色 取出 所属 权限关系
* 在权限表中取出所有的权限链接
* 判断当前访问的链接 是否在 所拥有的权限列表中
*/
//判断当前访问的链接 是否在 所拥有的权限列表中
if( !$this->checkPrivilege( $action->getUniqueId() ) ){
$this->redirect( UrlService::buildUrl( "/error/forbidden" ) );
return false;
}
return true;
}

检查是否有访问指定链接的权限

public function checkPrivilege( $url ){
//如果是超级管理员 也不需要权限判断
if( $this->current_user && $this->current_user['is_admin'] ){
return true;
}

//有一些页面是不需要进行权限判断的
if( in_array( $url,$this->ignore_url ) ){
return true;
}

return in_array( $url, $this->getRolePrivilege( ) );
}

获取某用户的所有权限,取出指定用户的所属角色，在通过角色取出所属权限关系,在权限表中取出所有的权限链接

public function getRolePrivilege($uid = 0){
if( !$uid && $this->current_user ){
$uid = $this->current_user->id;
}

if( !$this->privilege_urls ){
$role_ids = UserRole::find()->where([ 'uid' => $uid ])->select('role_id')->asArray()->column();
if( $role_ids ){
//在通过角色 取出 所属 权限关系
$access_ids = RoleAccess::find()->where([ 'role_id' => $role_ids ])->select('access_id')->asArray()->column();
//在权限表中取出所有的权限链接
$list = Access::find()->where([ 'id' => $access_ids ])->all();
if( $list ){
foreach( $list as $_item ){
$tmp_urls = @json_decode( $_item['urls'],true );
$this->privilege_urls = array_merge( $this->privilege_urls,$tmp_urls );
}
}
}
}
return $this->privilege_urls ;
}