Spring Boot和Shiro教程-集成CAS实现单点登录

# 1. 介绍

## 1.1 什么是Spring Boot

Spring Boot 是一个用于简化 Spring 应用开发的框架，它使用约定优于配置的原则，集成了大量常用的第三方库，能够快速搭建独立的、生产级别的 Spring 项目。

## 1.2 什么是Shiro

Apache Shiro 是一个功能强大且易于使用的 Java 安全框架，提供了身份认证、授权、加密、会话管理等安全功能，可以很方便地用于构建安全的应用程序。

## 1.3 什么是CAS

CAS（Central Authentication Service）是一种基于Web的企业级单点登录解决方案，它通过集中的认证服务器对多个应用系统进行统一身份认证。

## 1.4 目标与意义

本教程的目标是实现使用 Spring Boot 和 Shiro 来集成 CAS 实现单点登录。通过 CAS 的单点登录机制，用户只需要登录一次就可以访问多个相关系统，提高用户体验和安全性。

接下来的章节将分别介绍如何将 Spring Boot 和 Shiro 集成，以及如何搭建 CAS 服务端和 CAS 客户端，最终实现 CAS 的单点登录功能。

# 2. Spring Boot与Shiro集成

#### 2.1 在Spring Boot中集成Shiro框架
在Spring Boot中集成Shiro框架可以通过引入Shiro的相关依赖，并配置相应的Bean来实现。首先在`pom.xml`文件中加入Shiro的依赖：

<dependency>
    <groupId>org.apache.shiro</groupId>
    <artifactId>shiro-spring</artifactId>
    <version>1.7.1</version>
</dependency>

然后在Spring Boot的配置类中加入Shiro相关的配置，比如配置Shiro的安全管理器、Realm等。

#### 2.2 Shiro的基本配置和使用
在集成完成后，我们可以定义Shiro的Realm，用于实现用户认证和授权。在Realm中，可以重写`doGetAuthenticationInfo()`方法实现用户认证，重写`doGetAuthorizationInfo()`方法实现用户授权。

public class MyRealm extends AuthorizingRealm {
    @Autowired
    private UserService userService;

    @Override
    protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(PrincipalCollection principalCollection) {
        // 实现用户授权的逻辑
    }

    @Override
    protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(AuthenticationToken authenticationToken) throws AuthenticationException {
        // 实现用户认证的逻辑
    }
}

#### 2.3 实现用户认证和授权
在上述Realm中，我们可以调用UserService来获取用户信息，并通过`SimpleAuthenticationInfo`和`SimpleAuthorizationInfo`来封装用户的认证信息和授权信息。接着，可以在Controller中调用Shiro的API来实现用户的登录认证和授权操作。

@Controller
@RequestMapping("/user")
public class UserController {

    @Autowired
    private SecurityManager securityManager;

    @PostMapping("/login")
    public String login(String username, String password) {
        Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
        UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken(username, password);
        try {
            subject.login(token); // 登录认证
            return "login success";
        } catch (AuthenticationException e) {
            return "login failed";
        }
    }

    // 其他授权操作
}

通过上述代码，我们完成了Spring Boot与Shiro的集成和基本使用，实现了用户认证和授权的功能。接下来，我们将介绍CAS单点登录的集成以及与Shiro的整合。

# 3. CAS单点登录介绍

CAS（Central Authentication Service）是一个企业级的、开源的、单点登录系统。它通过认证中心来实现用户的统一认证，用户只需登录一次，就可以访问多个应用系统。在本章中，将介绍CAS单点登录的原理、优势以及工作流程。

#### 3.1 CAS简介与原理

CAS是由耶鲁大学开发的开源项目，用于企业级的单点登录。CAS的原理是通过统一的认证中心来对用户进行认证，用户一旦通过认证中心的认证，就可以在整个系统中访问受保护的资源，而无需在每个应用系统中单独认证。

#### 3.2 CAS单点登录的优势及应用场景

CAS单点登录的优势在于提高了用户体验和安全性。用户只需登录一次，就可以访问多个应用系统，避免了重复登录的麻烦。同时，CAS还提供了统一的认证和授权管理，能够有效地保护用户的隐私信息。

CAS适用于企业内部的多系统集成，如企业OA系统、邮件系统、CRM系统等，通过CAS可以实现这些系统之间的无缝集成和统一认证。

#### 3.3 CAS工作流程

CAS的工作流程主要包括以下几个步骤：
1. 用户访问客户端应用，并尚未登录。
2. 客户端应用重定向到CAS服务器进行认证。
3. 用户在CAS服务器输入用户名和密码进行认证。
4. CAS服务器认证成功后，生成服务票据（ST）并返回给客户端应用。
5. 客户端应用携带ST向CAS服务器请求服务票据授权票据（TGT）。
6. CAS服务器验证ST，并颁发TGT给客户端应用。
7. 客户端应用携带TGT向CAS服务器请求访问凭证（Service Ticket）。
8. CAS服务器验证TGT，颁发访问凭证给客户端应用。
9. 客户端应用携带访问凭证向CAS服务器请求访问资源。
10. CAS服务器验证访问凭证，如果通过验证则允许客户端应用访问资源。

以上就是CAS单点登录的基本工作流程，通过这一流程可以实现用户的统一认证和单点登录。

希望本章内容能够帮助你了解CAS单点登录的基本原理和应用场景。

# 4. Spring Boot与CAS集成

### 4.1 配置CAS服务端

在集成CAS单点登录之前，首先需要配置CAS服务端。CAS服务端负责用户身份认证和票据管理。我们可以使用官方提供的CAS Server，也可以使用其他CAS服务器的实现，如Apereo CAS等。

#### 4.1.1 安装CAS Server

首先，我们需要下载CAS Server的安装包。可以从CAS官方网站下载最新版本的安装包，并解压缩到某个目录中。

#### 4.1.2 配置CAS Server

配置CAS Server的主要工作是修改cas.properties文件。在该文件中，我们需要设置服务端的相关配置，包括服务器端口、数据库连接、认证方式等信息。

下面是一个cas.properties的示例配置文件：

# CAS服务端口
server.port=8080

# 数据库配置
database.driverClass=org.hsqldb.jdbcDriver
database.url=jdbc:hsqldb:mem:casdb
database.username=sa
database.password=

# 认证方式
cas.authn.accept.users=user1::password1,user2::password2,user3::password3

#### 4.1.3 启动CAS Server

配置完成之后，我们可以启动CAS Server。在命令行中进入CAS Server的安装目录，然后执行以下命令：

./cas.sh start

### 4.2 Spring Boot集成CAS客户端

接下来，我们需要在Spring Boot应用中集成CAS客户端。CAS客户端负责将用户重定向到CAS服务端进行认证，并验证CAS服务端返回的票据。

#### 4.2.1 添加CAS客户端依赖

首先，我们需要在Spring Boot应用的pom.xml文件中添加CAS客户端的依赖。可以通过以下方式添加CAS依赖：

<dependency>
    <groupId>org.jasig.cas.client</groupId>
    <artifactId>cas-client-core</artifactId>
    <version>3.6.0</version>
</dependency>

#### 4.2.2 配置CAS客户端

在Spring Boot应用的配置文件中，我们需要配置CAS客户端的相关信息，如CAS服务端地址、CAS登录地址、CAS登出地址等。

# CAS服务端地址
cas.server-url-prefix: http://localhost:8080/cas

# CAS登录地址
cas.login-url: http://localhost:8080/cas/login

# CAS登出地址
cas.logout-url: http://localhost:8080/cas/logout

# CAS认证失败处理地址
cas.failure-url: http://localhost:8080/cas/login?service=%s

#### 4.2.3 实现CAS单点登录

接下来，我们需要创建一个CAS登录的Controller，用于处理CAS认证成功之后的回调。

@Controller
public class CasLoginController {

    @RequestMapping("/cas-login")
    public String casLogin(HttpServletRequest request) {
        // 获取CAS返回的票据
        String ticket = request.getParameter("ticket");

        // 验证票据并获取用户信息
        String username = validateTicket(ticket);

        // TODO: 根据用户信息进行登录授权处理

        // 跳转到登录成功页面
        return "redirect:/success";
    }

    private String validateTicket(String ticket) {
        // 调用CAS客户端的API进行票据验证
        // ...

        // 返回用户信息
        return "user1";
    }
}

在上述示例中，我们首先通过HttpServletRequest获取CAS返回的票据，然后调用CAS客户端的API进行票据验证，最后根据用户信息进行登录授权处理。

### 4.3 实现CAS单点登录

要实现CAS单点登录，我们需要在Spring Boot应用的认证过滤器中添加CAS认证过滤器。

@Configuration
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {

    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http
            .authorizeRequests()
                .antMatchers("/cas-login").permitAll()
                .anyRequest().authenticated()
                .and()
            .addFilter(casAuthenticationFilter())
            .logout()
                .logoutSuccessUrl("/")
                .and()
            .csrf().disable();
    }

    @Bean
    public CasAuthenticationFilter casAuthenticationFilter() {
        CasAuthenticationFilter casFilter = new CasAuthenticationFilter();
        casFilter.setAuthenticationManager(authenticationManager());
        casFilter.setFilterProcessesUrl("/cas-login");
        return casFilter;
    }
}

在上述示例中，我们首先配置了CAS登录的URL不需要认证，然后添加CAS认证过滤器，并配置CAS登录的URL路径。最后，我们配置了退出登录之后的跳转地址，并禁用了CSRF保护。

至此，我们已经完成了Spring Boot与CAS的集成，实现了CAS单点登录功能。你可以在Spring Boot应用中使用CAS进行用户认证和授权，确保用户在多个子系统中的登录状态一致。

# 5. Shiro与CAS集成

在本章中，我们将介绍如何将Shiro和CAS集成，实现单点登录的功能。我们将学习如何配置Shiro来使用CAS进行认证和授权，以及在Shiro中如何管理CAS的授权和权限。

#### 5.1 集成Shiro和CAS实现单点登录

首先，我们需要在Spring Boot中配置Shiro来使用CAS进行认证和授权。在Shiro的配置中，我们需要指定CAS的服务端地址和CAS过滤器等相关信息。同时，我们还需要在Shiro的Realm中实现从CAS获取用户信息和权限的逻辑。

// Shiro配置类
@Configuration
public class ShiroConfig {

    @Bean
    public DefaultWebSecurityManager securityManager() {
        DefaultWebSecurityManager securityManager = new DefaultWebSecurityManager();
        securityManager.setRealm(casRealm());
        return securityManager;
    }

    @Bean
    public CasRealm casRealm() {
        CasRealm realm = new CasRealm();
        realm.setCasServerUrlPrefix("https://your-cas-server-url/");
        realm.setCasService("https://your-service-url");
        return realm;
    }

    // 其他配置省略...
}

#### 5.2 CAS授权与权限管理

在Shiro中使用CAS进行认证后，CAS服务端会返回用户的身份信息和权限信息，我们可以在Shiro的Realm中进一步处理这些信息，进行权限管理和授权操作。在Realm中，我们可以根据CAS返回的信息进行用户权限的赋予和管理。

// 自定义的CAS Realm
public class CasRealm extends AuthorizingRealm {

    @Override
    protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(PrincipalCollection principals) {
        SimpleAuthorizationInfo authorizationInfo = new SimpleAuthorizationInfo();
        // 从CAS返回的信息中获取用户角色和权限信息
        // 添加用户权限到authorizationInfo中
        return authorizationInfo;
    }

    // 其他方法省略...
}

#### 5.3 在Shiro中使用CAS认证

在Shiro中使用CAS进行认证非常简单，我们只需要在Controller中调用Subject的登录方法即可，Shiro会自动跳转到CAS服务端进行认证，成功后再返回到原页面。

// Controller中的登录方法
@Controller
public class LoginController {

    @RequestMapping("/login")
    public String login(HttpServletRequest request) {
        Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
        if (!subject.isAuthenticated()) {
            return "redirect:/cas/login?service=" + "https://your-service-url";
        }
        return "redirect:/";
    }

    // 其他方法省略...
}

通过以上步骤，我们实现了Shiro和CAS的集成，实现了单点登录和权限管理的功能。

在下一篇文章中，我们将搭建实际案例并详细讲解，敬请关注！

希望以上内容对你有所帮助，如果有其他需求，欢迎提出。

# 6. 实战与总结

在本章中，我们将通过一个实际的案例来演示如何在Spring Boot应用中集成Shiro和CAS实现单点登录，并对整个过程进行总结和展望。

#### 6.1 搭建实际案例

首先，我们创建一个基于Spring Boot的web应用，并集成Shiro和CAS客户端。在该应用中，我们将配置Shiro用于用户认证和授权，同时集成CAS实现单点登录功能。

下面是一个简单的示例代码：

// Shiro配置类
@Configuration
public class ShiroConfig {

    @Bean
    public DefaultWebSecurityManager securityManager() {
        DefaultWebSecurityManager securityManager = new DefaultWebSecurityManager();
        securityManager.setRealm(myShiroRealm());
        return securityManager;
    }

    @Bean
    public MyShiroRealm myShiroRealm() {
        return new MyShiroRealm();
    }

    @Bean
    public ShiroFilterFactoryBean shiroFilter(DefaultWebSecurityManager securityManager) {
        ShiroFilterFactoryBean shiroFilter = new ShiroFilterFactoryBean();
        shiroFilter.setSecurityManager(securityManager);
        // 设置拦截规则
        Map<String, String> filterChainDefinitionMap = new LinkedHashMap<>();
        filterChainDefinitionMap.put("/login", "authc");
        filterChainDefinitionMap.put("/logout", "logout");
        filterChainDefinitionMap.put("/**", "casFilter");
        shiroFilter.setFilterChainDefinitionMap(filterChainDefinitionMap);
        return shiroFilter;
    }

    @Bean
    public CasFilter casFilter() {
        CasFilter casFilter = new CasFilter();
        casFilter.setEnabled(true);
        casFilter.setFailureUrl("/casFailure");
        return casFilter;
    }
}

// CAS配置类
@Configuration
@EnableWebSecurity
public class CasSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {

    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http
            .authorizeRequests()
                .antMatchers("/cas/**").authenticated()
            .and()
            .addFilter(casAuthenticationFilter())
            .addFilter(casValidationFilter())
            .addFilter(casHttpBinding())
            .exceptionHandling().authenticationEntryPoint(casAuthenticationEntryPoint())
            .and().logout().logoutSuccessUrl("/casLogout")
            .and().csrf().disable();
    }

    @Bean
    public CasAuthenticationFilter casAuthenticationFilter() {
        CasAuthenticationFilter filter = new CasAuthenticationFilter();
        filter.setAuthenticationManager(authenticationManager());
        return filter;
    }
    // 其他CAS过滤器和配置
}

通过以上配置，我们实现了Spring Boot中集成Shiro和CAS客户端，实现了用户认证和CAS单点登录的功能。

#### 6.2 遇到的问题与解决方法

在实际搭建过程中，可能会遇到一些问题，比如CAS客户端与Shiro的集成问题、用户信息同步问题等。针对这些问题，我们可以通过查阅官方文档、搜索引擎或者向社区提问来解决。

#### 6.3 总结与展望

在本文中，我们详细介绍了Spring Boot和Shiro集成CAS实现单点登录的步骤，并通过实际案例演示了整个过程。未来，随着技术的不断发展，我们可以期待更多的单点登录解决方案和更便捷的集成方式。

以上就是本章的内容，希望可以对你有所帮助。