AOPにより実現する.NET上の完全なロールベースアクセス制御(RBAC)モデル

52541 ワード

一.背景

.NETプラットフォームには完全なRBACメカニズムがない.NETのセキュリティモデル(コードアクセスセキュリティ:CAS)はRole階層に実装されているだけで、Task階層に細分化されていません.ASP.NET 2.0の多くのセキュリティメカニズム、例えばMembership、Web.Configのセキュリティ構成は、すべてRoleに対してしか設定できません.これらのセキュリティメカニズムを利用して、プログラム/コードハードコーディング(HardCode)ロールを必要とすることが多く、実行中にロールをカスタマイズする機能

を実現できません.

Windows 2000/2003に付属のAuthorization Managerは比較的完全なRBACモデルを実現しているが、一般的にはWindowsユーザーのみに適用され、手動でアクセスチェック(AccessCheckメソッド呼び出し)

を行う必要がある.

権限チェックは汎用的な操作であり、最良の実現方法は側面向けのプログラミング(AOP)

である.
二、関連テーマの紹介

RBACモデルの要素:ユーザー、ロール、タスク(またはアクション)(User、Role、Task)の3つのエンティティで、安定性が徐々に向上し、2つの関係があります.

Userは、日常管理運転時に確立する

である.

Roleは、導入/配信確立

です.

Taskは開発時確定

である.

User<->Roleは、日常的な管理実行時に確立された

です.

Role<->Taskは、導入/提供時に

を確立します.

一般的に、Taskは固定的であり、アプリケーションと密接にバインドされており、ハードコーディングを行っても

には関係ない.

User/Role部分は比較的容易に実現できる、例えばASP.NET 2.0におけるMembershipの実現

三、具体的な実現
注:本文の中でAOPを実現する構想は主に以下の文章から来ている:Aspect Oriented Programming using.NET-AOP in C#(http://www.developerfusion.co.uk/show/5307/3/)、これは私が見た、あります.NET上でAOPを実現する最も簡便/便利な方法は、原理紹介を提供するのに不便であり、Visual Studio 2005のSample Projectも提供され、その中にはSecurity CheckとLoggingのAOP機能がある.その利点は、AOPを実現すると同時に、インタフェースを確立する必要がなく(これは多くの人のやり方である)、既存のクラスで直接少量の変更を行うことで、完全なAOP機能を実現できることである.
1.タスクを記述するAttributeを定義する

using System;

namespace BusinessLogic.Security
{
 /// 
 ///           
 /// 
 [AttributeUsage(AttributeTargets.All,AllowMultiple=false,Inherited=true)]
 public sealed class Task : Attribute
 {
 private string _name,_description;

 public string Name
 {
 get { return _name; }
 set { _name = value; }
 }

 public string Description
 {
 get { return _description; }
 set { _description = value; }
 }

 public Task(string name,string description)
 {
 _name = name;
 _description = description;
 }

 public Task()
 {
 }
 }
}

2. 编写权限检查的 AOP 类 SecurityAspect，完成权限检查的功能


 
   
  
  
    using
  
     System;

  
    using
  
     System.Diagnostics;

  
    using
  
     System.Reflection;

  
    using
  
     System.Runtime.Remoting.Messaging;

  
    using
  
     System.Runtime.Remoting.Contexts;

  
    using
  
     System.Runtime.Remoting.Activation;


  
    namespace
  
     BusinessLogic.Security

  
    {
 //     
 internal class SecurityAspect : IMessageSink
 {
 //    
 private IMessageSink m_next;

 //    
 internal SecurityAspect(IMessageSink next)
 {
 m_next = next;
 }

 IMessageSink    IMessageSink     public IMessageSink NextSink  {  get { return m_next; }  }   //        public IMessage SyncProcessMessage(IMessage msg)  {  Preprocess(msg);  IMessage returnMethod = m_next.SyncProcessMessage(msg);  return returnMethod;  }   //      （   ）  public IMessageCtrl AsyncProcessMessage(IMessage msg, IMessageSink replySink)  {  throw new InvalidOperationException();  }  #endregion

      AOP         AOP     private void Preprocess(IMessage msg)  {  //         if (!(msg is IMethodMessage)) return;   //         Task   ，            IMethodMessage call = msg as IMethodMessage;  MethodBase mb = call.MethodBase;  object[] attrObj = mb.GetCustomAttributes(typeof(Task), false);  if (attrObj != null)  {  Task attr = (Task)attrObj[0];   if(!string.IsNullOrEmpty(attr.Name))  AzHelper.PermissionCheck(attr.Name);  }   // Type type = Type.GetType(call.TypeName);  }   #endregion
  
    
 }
  
    


 
  
    public 
  
    class
  
     PermissionCheckProperty : IContextProperty, IContributeObjectSink
 
  
    {
 IContributeObjectSink   ，  AOP          IContributeObjectSink   ，  AOP           public IMessageSink GetObjectSink(MarshalByRefObject o, IMessageSink next)  {  return new SecurityAspect(next);  }  #endregion
  
    

 
  
    IContextProperty   
  
     IContextProperty   
  
      
  
    public 
  
    string
  
     Name  
  
    {  get { return "PermissionCheckProperty"; }  }
  
      
  
    public 
  
    void
  
     Freeze(Context newContext)  
  
    {  }
  
      
  
    public 
  
    bool
  
     IsNewContextOK(Context newCtx)  
  
    {  return true;  }
  
      
  
    #endregion
  
    
 }
  
    

 
  
    //
  
        ，   Consumer
  
    

  
     [AttributeUsage(AttributeTargets.Class)]
 
  
    public 
  
    class
  
     PermissionCheckAttribute : ContextAttribute
 
  
    {
 public PermissionCheckAttribute() : base("PermissionCheck") { }
 public override void GetPropertiesForNewContext(IConstructionCallMessage ccm)
 {
 ccm.ContextProperties.Add(new PermissionCheckProperty());
 }
 }
  
    
}

?
3.権限チェックに使用する2つのクラスを定義します:AzMan、AzHelper
この2つのクラスの機能は、XMLプロファイルからRoleとTaskのマッピング関係を読み込み、RoleにTaskの参照が含まれているかどうかを決定し、現在のRoleがTaskに対する権限を持っているかどうかを決定することです.
注意:ここでは、プロジェクトの実際の状況に応じて、RoleとTaskのマッピング関係がWindowsのAuthorizatiom Managerまたはデータベースに格納されている場合は、以下のクラスを独自の方法で置き換えることができます.
この例では、私のロールとTaskの関係はXMLファイルに格納され、XMLファイルのフォーマットは次のようになります.


 
   
  
  
    <?
  
    xml version="1.0" encoding="utf-8"
  
    ?>
  
    

  
    <
  
    ACL
  
    >
  
    
 
  
    <
  
    Tasks
  
    >
  
    
 
  
    <
  
    Task 
  
    Name
  
    ="AddItem"
  
     Description
  
    ="  " 
  
    />
  
    
 
  
    <
  
    Task 
  
    Name
  
    ="ModifyItem"
  
     Description
  
    ="  " 
  
    />
  
    
 
  
    <
  
    Task 
  
    Name
  
    ="RemoveItem"
  
     Description
  
    ="  " 
  
    />
  
    
 
  
    <
  
    Task 
  
    Name
  
    ="ListItem"
  
     Description
  
    ="    " 
  
    />
  
    
 
  
    </
  
    Tasks
  
    >
  
    
 
  
    <
  
    Roles
  
    >
  
    
 
  
    <
  
    Role 
  
    Name
  
    ="Manager"
  
    >
  
    
 
  
    <
  
    Task 
  
    Name
  
    ="AddItem" 
  
    />
  
    
 
  
    <
  
    Task 
  
    Name
  
    ="ModifyItem" 
  
    />
  
    
 
  
    <
  
    Task 
  
    Name
  
    ="RemoveItem" 
  
    />
  
    
 
  
    <
  
    Task 
  
    Name
  
    ="ListItem" 
  
    />
  
    
 
  
    </
  
    Role
  
    >
  
    
 
  
    </
  
    Roles
  
    >
  
    

  
    </
  
    ACL
  
    >

AzMan.csロール/タスクマッピング関係のチェックを完了


 
   
  
  
    using
  
     System;

  
    using
  
     System.Collections.Generic;

  
    using
  
     System.Text;

  
    using
  
     System.Xml;


  
    namespace
  
     BusinessLogic.Security

  
    {
 public class AzMan
 {
 public static bool AccessCheck(string taskName, string[] roles, XmlDocument aclDoc)
 {
 XmlNode rootNode = aclDoc.DocumentElement;
 XmlNodeList roleNodes,taskNodes;
 bool IsPermissiable = false;

 for (int i = 0; i < roles.Length; i++)
 {
 roleNodes = rootNode.SelectNodes("Roles/Role[@Name='" + roles[i] + "']");

 if (roleNodes != null)
 {
 taskNodes = roleNodes.Item(0).SelectNodes("Task[@Name='" + taskName + "']");
 if (taskNodes.Count != 0)
 {
 IsPermissiable = true;
 break;
 }
 }
 }

 return IsPermissiable;
 }
 }
}

AzHelper.csアシスタントクラス、他のクラスを支援し、AzManクラスをよりよく呼び出す方法、およびパフォーマンスの考慮に基づいて、Role<-->TaskのXMLプロファイルをキャッシュします.


 
   
  
  
    using
  
     System;

  
    using
  
     System.Collections.Generic;

  
    using
  
     System.Text;

  
    using
  
     System.Xml;

  
    using
  
     System.Web;

  
    using
  
     System.Web.Security;

  
    using
  
     System.Diagnostics;

  
    using
  
     System.Reflection;

  
    using
  
     System.Web.Caching;



  
    namespace
  
     BusinessLogic.Security

  
    {
 public class AzHelper
 {

 /// 
 ///                    ，     ，       
 ///        ，     
 /// 

 public static void PermissionCheck(string taskName)
 {
 if (HttpContext.Current != null)
 {
 XmlDocument aclDoc = (XmlDocument)HttpContext.Current.Cache["ACLDoc"];

 if (aclDoc == null)
 {
 CacheXml();
 aclDoc = (XmlDocument)HttpContext.Current.Cache["ACLDoc"];
 }

 string[] roles = Roles.GetRolesForUser();

 if (!AzMan.AccessCheck(taskName, roles, aclDoc))
 throw new UnauthorizedAccessException("     ，               ！");
 }

 }

 /// 
 ///                    
 /// 
 ///     

 ///  
        True/False       
 public static bool IsPermissible(string taskName)
 {
 if (HttpContext.Current != null)
 {
 XmlDocument aclDoc = (XmlDocument)HttpContext.Current.Cache["ACLDoc"];

 if (aclDoc == null)
 {
 CacheXml();
 aclDoc = (XmlDocument)HttpContext.Current.Cache["ACLDoc"];
 }

 string[] roles = Roles.GetRolesForUser();

 aclDoc.Load(HttpContext.Current.Server.MapPath("~/App_Data/ACL.xml"));

 return AzMan.AccessCheck(taskName, roles, aclDoc);
 }
 else return true;
 }

 /// 
 ///    XML   
 /// 
 private static void CacheXml()
 {
 string fileName = HttpContext.Current.Server.MapPath("~/App_Data/ACL.xml");
 XmlDocument aclDoc = new XmlDocument();
 aclDoc.Load(fileName);
 HttpContext.Current.Cache.Insert("ACLDoc", aclDoc, new CacheDependency(fileName));
 }
 }
}

4.ビジネスロジッククラスの実現
ほとんどの仕事はAOPで実現されているので、ビジネスロジッククラスの実現は簡単で、主に以下のいくつかのステップに分けられます.

クラスの階層定義AOP方式の権限チェックを要求するAttribute:[permissionCheck()]

クラスをContextBoundObjectオブジェクト

から継承する

メソッド階層でTask Attributeを使用して対応するアクションを定義する(注:複数のメソッドは同じTaskとして定義できる)

.
例:ItemManager.cs


 
   
  
  
    namespace
  
     BusinessLogic

  
    {
 [PermissionCheck()]
 public class ItemManager : ContextBoundObject
 {
 [Task("AddItem","  ")]
 public void AddItem(Item item)
 {
 //...
 }
 }
}

これでいいです.CLRは実行時にクラスのPermissionCheckをチェックしますか?Attribute、そしてメソッド上のTaskを探し、現在のユーザー対応のRoleを取り出してマッチングチェックを行い、それができない場合はUnauthorizedAccessExceptionの異常を投げ出し、外部で処理すればよい(ASP.NETにErrorPageを追加するなど)
5.その他の関連機能の実現
Q.もし私がプログラムを書く時、各業務ロジッククラスで大量のTaskを定義したら、統一的に抽出したら?
A:反射によってプログラムセットに定義されたすべてのTaskを取り出すことができる.コードは以下の通りである.


 
   
  
  
    List
  
    <
  
    string
  
    >
  
     dic 
  
    = 
  
    new
  
     List
  
    <
  
    string
  
    >
  
    ();

StringBuilder sXml 
  
    = 
  
    new
  
     StringBuilder(
  
    "
  
     
     
  
    "
  
    );


  
    string
  
     curDir 
  
    = 
  
    this
  
    .GetCurrentPath();
Assembly ass 
  
    =
  
     Assembly.LoadFile(curDir 
  
    + 
  
    "
  
    \\AppFramework.BusinessLogic.dll
  
    "
  
    );

 
  
    foreach
  
     (Type t 
  
    in
  
     ass.GetTypes())
 
  
    {
 MethodInfo[] mis = t.GetMethods();
 foreach (MethodInfo mi in mis)
 {
 object[] attrs = mi.GetCustomAttributes(false);
 if (attrs.Length > 0)
 {
 foreach (object attr in attrs)
 {
 if (attr.GetType().ToString().IndexOf("Task") >= 0)
 {
 Task ta = (Task)attr;
 //      Task
 if (dic.IndexOf(ta.Name) < 0)
 {
 dic.Add(ta.Name);
 sXml.Append(string.Format("\r
 
           ", ta.Name, ta.Description));
 }
 }
 }
 }
 }
 //       Task   
 sXml.Append("\r
");
}

このコードは、Task定義をXMLファイルに保存します.SQL Server/Authorzatiom Managerに保存する場合は、コードを少し変更すればいいです.
Q:プログラムのロールはどのように実現しますか?
A:ASPならNETアプリは、その中のMemberShip Roleメカニズムを直接利用できるのか、それとも簡単なのか
Q.あるユーザーが操作できない場合、対応するButtonを直接禁止または非表示にしたい場合は、どのようにしますか?
A:これはASPを利用できます.NET 2.0の式機能は、現在のユーザーの役割がTaskを実行できるかどうかを直接チェックし、できない場合は、返されたBool値を利用してButtonなどのコントロールの属性を直接設定します.
1)App_Codeの下で式クラスを定義します.cs


 
   
  
  
    [ExpressionEditor(
  
    typeof
  
    (PermissionCheckExpressionBuilderEditor))]
[ExpressionPrefix(
  
    "
  
    PermissionCheck
  
    "
  
    )]

  
    public 
  
    class
  
     PermissionCheckExpressionBuilder : ExpressionBuilder

  
    {
 public override CodeExpression GetCodeExpression(BoundPropertyEntry entry, object parsedData, ExpressionBuilderContext context)
 {
 string taskName = entry.Expression;
 return new CodePrimitiveExpression(AzHelper.IsPermissible(taskName));
 }
}
  
    


  
    public 
  
    class
  
     PermissionCheckExpressionBuilderEditor : System.Web.UI.Design.ExpressionEditor

  
    {
 public override object EvaluateExpression(string expression, object parseTimeData, Type propertyType, IServiceProvider serviceProvider)
 {
 //return expression + ":" + parseTimeData + ":" + propertyType + ":" + serviceProvider;
 string taskName = expression;
 return AzHelper.IsPermissible(taskName);
 }
}

2)Web.Configに上記の式定義を追加し、ページで直接参照できるようにします.


 
   
  
  
    <
  
    configuration 
  
    xmlns
  
    ="http://schemas.microsoft.com/.NetConfiguration/v2.0"
  
    >
  
    
 
  
    <
  
    expressionBuilders
  
    >
  
    
 
  
    <
  
    add 
  
    expressionPrefix
  
    ="PermissionCheck"
  
     type
  
    ="PermissionCheckExpressionBuilder"
  
    />
  
    
 
  
    expressionBuilders>
configuration>

3)次のように、ページコントロールの対応する属性に直接式をバインドします.

この操作が実行可能であれば表示する、そうでなければ

    
   
     
    
    
      <
    
      asp:Button 
    
      ID
    
      ="Button1"
    
       runat
    
      ="server"
    
       Text
    
      ="AddItem"
    
       Visible
    
      ="<%$ PermissionCheck:AddItem %>" 
    
      />

を隠す.

この操作が実行可能であれば有効である、そうでなければ

    
   
     
    
    
      <
    
      asp:Button 
    
      ID
    
      ="Button2"
    
       runat
    
      ="server"
    
       Text
    
      ="AddItem"
    
       Enabled
    
      ="<%$ PermissionCheck:AddItem %>" 
    
      />

を禁止する.
4)コード内で権限をチェックする場合は、次のような方法を直接呼び出すことができます.


 
   
  
  
    protected 
  
    void
  
     Button1_Click(
  
    object
  
     sender, EventArgs e)

  
    {
 AzHelper.PermissionCheck("AddItem");

 //..    
}

5)どのようにUser<-->Roleのマッピングを創立して、Role<-->Taskのマッピング
前者は比較的簡単で、ASP.NET 2.0にはすでにこの機能があり、もちろんAPIを利用して自分の定義インタフェースを実現することもできます.
Role-Taskのマッピングでは,まず上のコードを用いてプログラムセットからすべてのTaskを取り出し,XMLファイルに保存し,次に構成時にRoleとTaskを表示してマッピングを行う.
次の図に示します.
ロールとタスクのマッピングユーザーとロールのマッピング

入力ボックスplaceholderの色を変更する

shiro springのspring-shiroのプロファイルを統合