用户认证管理设计方案[原创]

用户认证管理设计方案[/b]

1 设计思路

为了设计一套具有较强可扩展性的用户认证管理，需要建立用户、角色和权限等数据库表，并且建立之间的关系，具体实现如下。

1.1 用户

用户仅仅是纯粹的用户，用来记录用户相关信息，如用户名、密码等，权限是被分离出去了的。用户（User）要拥有对某种资源的权限，必须通过角色（Role）去关联。用户通常具有以下属性： ü 编号，在系统中唯一。 ü 名称，在系统中唯一。 ü 用户口令。ü 注释，描述用户或角色的信息。

1.2 角色

角色是使用权限的基本单位，拥有一定数量的权限，通过角色赋予用户权限，通常具有以下属性：ü 编号，在系统中唯一。ü 名称，在系统中唯一。ü 注释，描述角色信息

1.3 权限

权限指用户根据角色获得对程序某些功能的操作，例如对文件的读、写、修改和删除功能，通常具有以下属性：ü 编号，在系统中唯一。ü 名称，在系统中唯一。ü 注释，描述权限信息

1.4 用户与角色的关系

一个用户（User）可以隶属于多个角色（Role），一个角色组也可拥有多个用户，用户角色就是用来描述他们之间隶属关系的对象。用户（User）通过角色（Role）关联所拥有对某种资源的权限，例如l 用户（User）：UserID UserName UserPwd1 张三 xxxxxx2 李四 xxxxxx ……l 角色（Role）：RoleID RoleName RoleNote 01 系统管理员 监控系统维护管理员 02 监控人员 在线监控人员 03 调度人员 调度工作人员 04 一般工作人员 工作人员 ……l 用户角色（User_Role）：UserRoleID UserID RoleID UserRoleNote1 1 01 用户“张三”被分配到角色“系统管理员”2 2 02 用户“李四”被分配到角色“监控人员”3 2 03 用户“李四”被分配到角色“调度人员”…… 从该关系表可以看出，用户所拥有的特定资源可以通过用户角色来关联。

1.5 权限与角色的关系

一个角色（Role）可以拥有多个权限（Permission），同样一个权限可分配给多个角色。例如：l 角色（Role）：RoleID RoleName RoleNote 01 系统管理员 监控系统维护管理员 02 监控人员 在线监控人员 03 调度人员 调度工作人员 04 一般工作人员 工作人员 ……l 权限（Permission）：PermissionID PermissionName PermissionNote0001 增加监控 允许增加监控对象0002 修改监控 允许修改监控对象0003 删除监控 允许删除监控对象0004 察看监控信息 允许察看监控对象……l 角色权限（Role_Permission）：RolePermissionID RoleID PermissionID RolePermissionNote1 01 0001 角色“系统管理员”具有权限“增加监控”2 01 0002 角色“系统管理员”具有权限“修改监控”3 01 0003 角色“系统管理员”具有权限“删除监控”4 01 0004 角色“系统管理员”具有权限“察看监控”5 02 0001 角色“监控人员”具有权限“增加监控”6 02 0004 角色“监控人员”具有权限“察看监控”…… 由以上例子中的角色权限关系可以看出，角色权限可以建立角色和权限之间的对应关系。

1.6 建立用户权限

用户权限系统的核心由以下三部分构成：创造权限、分配权限和使用权限。第一步由Creator创造权限（Permission），Creator在设计和实现系统时会划分。利用存储过程CreatePermissionInfo（@PermissionName,@PermissionNote）创建权限信息，指定系统模块具有哪些权限。第二步由系统管理员（Administrator）创建用户和角色，并且指定用户角色（User－Role）和角色权限（Role－Permission）的关联关系。1) [/b]Administrator[/b]具有创建用户、修改用户和删除用户的功能：[/b]l 存储过程CreateUserInfo（@UserName,@UserPwd）创建用户信息；l 存储过程ModifyUserInfo（@UserName,@UserPwd）修改用户信息；l 存储过程DeleteUserInfo（@UserID）删除用户信息；2) [/b]Administrator[/b]具有创建角色和删除角色的功能：[/b]l 存储过程CreateRoleInfo（@RoleName,@RoleNote）创建角色信息；l 存储过程DeleteRoleInfo(@RoleID)删除角色信息；3[/b]）Administrator[/b]具有建立用户和角色、角色和权限的关联关系功能：[/b]l 存储过程GrantUserRole（@UserID,@RoleID,@UserRoleNote）建立用户和角色的关联关系；l 存储过程DeleteUserRole(@UserRoleID)删除用户和角色的关联关系；l 存储过程GrantRolePermission(@RoleID,@PermissionID,@RolePermissionNote)建立角色和权限的关联关系；l 存储过程DeleteRolePermission(@RolePermissionID)删除角色和权限的关联关系；第三步用户（User）使用Administrator分配给的权限去使用各个系统模块。利用存储过程GetUserRole（@UserID, @UserRoleID output）,GetRolePermission（@RoleID,@Role--PermissinID output）获得用户对模块的使用权限。

1.7 用户认证实现

当用户通过验证后，由系统自动生成一个128位的TicketID保存到用户数据库表中，建立存储过程Login（@UserID,@UserPwd,@TicketID output）进行用户认证，认证通过得到一个TicketID，否则TicketID为null。其流程图如下：图1 Login流程图得到TicketID后，客户端在调用服务端方法时传递TicketID，通过存储过程JudgeTicketPermission（@TicketID,@PermissionID）判断TicketID对应的用户所具有的权限，并根据其权限进行方法调用。当用户退出系统时，建立存储过程Logout（@UserID）来退出系统。当用户异常退出系统时，根据最后的登陆时间（LastSignTime）确定用户的TickeID，建立存储过程ExceptionLogout（@UserID,@LastSignTime）处理用户的异常退出。图2 Logout流程图WebService可以采用SoapHeader中写入TicketID来使得TicketID从客户端传递给服务端。.Net Remoting可以采用CallContext类来实现TicketID从客户端传递给服务端。

2 数据库设计

2.1 数据库表

图3 数据库关系图

2.2 数据库表说明

2.2.1 用户表（Static_User）

Static_User

Static_User字段名[/b]	详细解释[/b]	类型[/b]	备注[/b]
UserID	路线编号	varchar(20)	PK
UserName	用户名称	varchar(20)
UserPwd	用户密码	varchar(20)
LastSignTime	最后登陆时间	datatime
SignState	用户登陆状态标记	int
TickeID	验证票记录编号	varchar(128)

2.2.2 角色表（Static_Role）

Static_Role

Static_User字段名[/b]	详细解释[/b]	类型[/b]	备注[/b]
RoleID	角色编号	varchar(20)	PK
RoleName	角色名称	varchar(20)
RoleNote	角色信息描述	varchar(20)

2.2.3 用户－角色表（Static_User_Role）

Static_User_Role

Static_User字段名[/b]	详细解释[/b]	类型[/b]	备注[/b]
UserRoleID	用户角色编号	varchar(20)	PK
UserID	用户编号	varchar(20)	FK
RoleID	角色编号	varchar(20)	FK
UserRoleNote	用户角色信息描述	varchar(20)

2.2.4 权限表（Static_Permission）

Static_Permission

Static_User字段名[/b]	详细解释[/b]	类型[/b]	备注[/b]
PermissionID	编号	varchar(20)	PK
PermissionName	权限名称	varchar(20)
PermissionNote	全息信息描述	varchar(20)

2.2.5 角色－权限表（Static_Role_Permission）

Static_Role_Permission

Static_User字段名[/b]	详细解释[/b]	类型[/b]	备注[/b]
RolePermissionID	角色权限编号	varchar(20)	PK
RoleID	角色编号	varchar(20)	FK
PermissionID	权限编号	varchar(20)	FK
RolePermissionNote	角色权限信息描述	varchar(20)

3 .net技术概要

3.1 WebService SoapHeader

对 SQL 数据库执行自定义身份验证和授权。在这种情况中，应向服务传递自定义凭据（如用户名和密码），并让服务自己处理身份验证和授权。 将额外的信息连同请求一起传递给 XML Web 服务的简便方法是通过 SOAP 标头。为此，需要在服务中定义一个从 SOAPHeader 派生的类，然后将服务的公共字段声明为该类型。这在服务的公共合同中公开，并且当从 WebServiceUtil.exe 创建代理时可由客户端使用，如下例所示：

using System.Web.Services;using System.Web.Services.Protocols;// AuthHeader class extends from SoapHeaderpublic class AuthHeader : SoapHeader {public string Username;public string Password;}public class HeaderService : WebService {public AuthHeader sHeader;...}服务中的每个 WebMethod 都可以使用 SoapHeader 自定义属性定义一组关联的标头。默认情况下，标头是必需的，但也可以定义可选标头。SoapHeader 属性指定公共字段的名称或者 Client 或 Server 类的属性（本标题中称为 Headers 属性）。在为输入标头调用方法前，WebService 设置 Headers 属性的值；而当方法为输出标头返回时，WebService 检索该值。[WebMethod(Description="This method requires a custom soap header set by the caller")][SoapHeader("sHeader")]public string SecureMethod() {if (sHeader == null)return "ERROR: Please supply credentials";elsereturn "USER: " + sHeader.Username;}然后，客户端在调用要求标头的方法之前，直接在代理类上设置标头，如下面的示例所示：HeaderService h = new HeaderService();AuthHeader myHeader = new AuthHeader();myHeader.Username = "username";myHeader.Password = "password";h.AuthHeader = myHeader;String result = h.SecureMethod();

3.2 .Net Remoting的安全认证方式

CallContext提供与执行代码路径一起传送的属性集，CallContext是类似于方法调用的线程本地存储的专用集合对象，并提供对每个逻辑执行线程都唯一的数据槽。数据槽不在其他逻辑线程上的调用上下文之间共享。当 CallContext 沿执行代码路径往返传播并且由该路径中的各个对象检查时，可将对象添加到其中。当对另一个 AppDomain 中的对象进行远程方法调用时，CallContext 类将生成一个与该远程调用一起传播的 LogicalCallContext 实例。只有公开 ILogicalThreadAffinative 接口并存储在 CallContext 中的对象被在 LogicalCallContext 中传播到 AppDomain 外部。不支持此接口的对象不在 LogicalCallContext 实例中与远程方法调用一起传输。CallContext.SetData方法存储给定对象并将其与指定名称关联，CallContext.GetData方法从 CallContext 中检索具有指定名称的对象。下面的代码示例说明如何使用 SetData 方法将主体和标识对象传输到远程位置以进行标识。public class ClientClass {public static void Main() {GenericIdentity ident = new GenericIdentity("Bob");GenericPrincipal prpal = new GenericPrincipal(ident,Newstring[] {"Level1"});LogicalCallContextData data =new LogicalCallContextData(prpal);//Enter data into the CallContextCallContext.SetData("test data", data);Console.WriteLine(data.numOfAccesses);ChannelServices.RegisterChannel(new TcpChannel());RemotingConfiguration.RegisterActivatedClientType(typeof(HelloServiceClass), "tcp://localhost:8082");HelloServiceClass service = new HelloServiceClass();if(service == null) {Console.WriteLine("Could not locate server.");return;}// call remote methodConsole.WriteLine();Console.WriteLine("Calling remote object");Console.WriteLine(service.HelloMethod("Caveman"));Console.WriteLine(service.HelloMethod("Spaceman"));Console.WriteLine(service.HelloMethod("Bob"));Console.WriteLine("Finished remote object call");Console.WriteLine();//Extract the returned data from the call contextLogicalCallContextData returnedData =(LogicalCallContextData)CallContext.GetData("test data");Console.WriteLine(data.numOfAccesses);Console.WriteLine(returnedData.numOfAccesses);}}下面的代码示例说明如何使用 GetData 方法将主体和标识对象传输到远程位置以进行标识。using System;using System.Text;using System.Runtime.Remoting.Messaging;using System.Security.Principal;public class HelloServiceClass : MarshalByRefObject {static int n_instances;int instanceNum;public HelloServiceClass() {n_instances++;instanceNum = n_instances;Console.WriteLine(this.GetType().Name + " has been created.Instance # = {0}", instanceNum);}~HelloServiceClass() {Console.WriteLine("Destroyed instance {0} ofHelloServiceClass.", instanceNum);}public String HelloMethod(String name) {//Extract the call context dataLogicalCallContextData data =(LogicalCallContextData)CallContext.GetData("test data");IPrincipal myPrincipal = data.Principal;//Check the user identityif(myPrincipal.Identity.Name == "Bob") {Console.WriteLine("/nHello {0}, you are identified!",myPrincipal.Identity.Name);Console.WriteLine(data.numOfAccesses);}else {Console.WriteLine("Go away! You are not identified!");return String.Empty;}// calculate and return result to clientreturn "Hi there " + name + ".";}}

4 详细代码设计

4.1 WebService代码设计

WebService端代码主要进行对数据库的操作，建立起Client操作数据库所需要的方法，供Client的端调用。1）class UserInfoMng() 用户信息管理类，其中包括方法：l CreateUserInfo(string UserName string UserPwd) 建立用户信息，调用存储过程CreateUserInfo（@UserName,@UserPwd）l ModifyUserInfo(string UserName string UserPwd) 修改用户信息，调用存储过程ModifyUserInfo（@UserName,@UserPwd）l DeleteUserInfo() 删除用户信息，调用存储过程DeleteUserInfo(@UserID)2）class UserAuthentication() 用户认证类，用来实现用户角色、权限的设置，包括方法：l CreatePermissionInfo(string PermissionName string Permissi--onNote) 建立权限信息，调用存储过程CreatePermissionInfo（@PermissionName,@PermissionNote）l CreateRoleInfo(string RoleName string RoleNote) 建立角色信息，调用存储过程CreateRoleInfo(@RoleName,@RoleNote)l DeleteRoleInfo() 删除角色信息，调用存储过程DeleteRoleInfo(@RoleID)l GrantUserRole(string UserID string RoleID string UserRoleNote) 授予用户角色，调用存储过程GrantUserRole(@UserID,@RoleID,@UserRoleNote)l DeleteUserRole() 删除用户角色，调用存储过程DeleteUserRole(@UserRoleID)l GrantRolePermission(string RoleID string PermissionID string RolePermissionNote) 授予角色权限，调用存储过程GrantRolePermission(@RoleID,@PermissionID,@RolePermissionNote)l DeleteRolePermission() 删除授予的角色权限，调用存储过程DeleteRolePermission(@RolePermissionID)

4.2 用户认证代码设计（Client端）

Client端调用WebService方法来进行数据库访问，Client端代码设计主要实现界面的功能，包括：权限设置、用户管理、用户授权管理和用户认证管理1)[/b]权限设置[/b][/b]class PermissionInfoMng() 用户权限信息管理类，包括方法：l CreatePermissionInfo() 建立权限信息2)[/b]用户管理[/b][/b]class UserInfoMng() 用户信息管理类，包括方法：l CreateUserInfo() 建立用户信息l ModifyUserInfo() 修改用户信息l DeleteUserInfo() 删除用户信息3)[/b]用户授权管理[/b][/b]class RoleInfoMng() 角色信息管理类，包括方法：l CreateRoleInfo() 建立角色信息l DeleteRoleInfo() 删除角色信息class UserRoleMng() 用户角色管理类，包括方法：l GrantUserRole() 授予用户角色l DeleteUserRole() 删除用户角色class RolePermissionMng() 角色权限管理类，包括方法l GrantRolePermission() 授予角色权限l DeleteRolePermission() 删除角色权限4[/b]）用户认证管理[/b][/b]class Authentication() 用户认证类，包括方法：l Login(string UserName string UserPwd) 用户登陆认证，用户认证通过分配给用户一个TicketID，否则TicketID则为nulll Logout() 用户正常退出l ExceptionLogout() 用户异常退出