ZooKeeper 笔记(5) ACL(Access Control List)访问控制列表

zk做为分布式架构中的重要中间件，通常会在上面以节点的方式存储一些关键信息，默认情况下，所有应用都可以读写任何节点，在复杂的应用中，这不太安全，ZK通过ACL机制来解决访问权限问题，详见官网文档：http://zookeeper.apache.org/doc/r3.4.6/zookeeperProgrammers.html#sc_ZooKeeperAccessControl

总体来说，ZK的节点有5种操作权限：

CREATE、READ、WRITE、DELETE、ADMIN 也就是 增、删、改、查、管理权限，这5种权限简写为crwda(即：每个单词的首字符缩写)

注：这5种权限中，delete是指对子节点的删除权限，其它4种权限指对自身节点的操作权限

身份的认证有4种方式：

world：默认方式，相当于全世界都能访问
auth：代表已经认证通过的用户(cli中可以通过addauth digest user:pwd 来添加当前上下文中的授权用户)
digest：即用户名:密码这种方式认证，这也是业务系统中最常用的
ip：使用Ip地址认证

Cli命令行下可以这样测试：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"> <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

<groupId>yjmyzz</groupId>
<artifactId>zkclient-demo</artifactId>
<version>1.0</version>

<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
<artifactId>zookeeper</artifactId>
<version>3.4.6</version>
</dependency>

<dependency>
<groupId>com.101te</groupId>
<artifactId>zkclient</artifactId>
<version>0.7</version>
<classifier>dev</classifier>
</dependency>

<dependency>
<groupId>log4j</groupId>
<artifactId>log4j</artifactId>
<version>1.2.17</version>
</dependency>

</dependencies>

</project>

View Code

然后写一段代码测试一下：

package yjmyzz.zk;

import org.I0Itec.zkclient.ZkClient;
import org.apache.zookeeper.*;
import org.apache.zookeeper.data.ACL;
import org.apache.zookeeper.data.Id;
import org.apache.zookeeper.data.Stat;
import org.apache.zookeeper.server.auth.DigestAuthenticationProvider;

import java.io.IOException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Map;

public class Main {

private static final String zkAddress = "localhost:2181";
private static final String testNode = "/test";
private static final String readAuth = "read-user:123456";
private static final String writeAuth = "write-user:123456";
private static final String deleteAuth = "delete-user:123456";
private static final String allAuth = "super-user:123456";
private static final String adminAuth = "admin-user:123456";
private static final String digest = "digest";

private static void initNode() throws NoSuchAlgorithmException {
ZkClient zkClient = new ZkClient(zkAddress);
zkClient.addAuthInfo(digest, allAuth.getBytes());

if (zkClient.exists(testNode)) {
zkClient.delete(testNode);
System.out.println("节点删除成功！");
}

List<ACL> acls = new ArrayList<ACL>();
acls.add(new ACL(ZooDefs.Perms.ALL, new Id(digest, DigestAuthenticationProvider.generateDigest(allAuth))));
acls.add(new ACL(ZooDefs.Perms.READ, new Id(digest, DigestAuthenticationProvider.generateDigest(readAuth))));
acls.add(new ACL(ZooDefs.Perms.WRITE, new Id(digest, DigestAuthenticationProvider.generateDigest(writeAuth))));
acls.add(new ACL(ZooDefs.Perms.DELETE, new Id(digest, DigestAuthenticationProvider.generateDigest(deleteAuth))));
acls.add(new ACL(ZooDefs.Perms.ADMIN, new Id(digest, DigestAuthenticationProvider.generateDigest(adminAuth))));
zkClient.createPersistent(testNode, "test-data", acls);

System.out.println(zkClient.readData(testNode));
System.out.println("节点创建成功！");
zkClient.close();
}

private static void readTest() {
ZkClient zkClient = new ZkClient(zkAddress);

try {
System.out.println(zkClient.readData(testNode));//没有认证信息，读取会出错
} catch (Exception e) {
System.err.println(e.getMessage());
}

try {
zkClient.addAuthInfo(digest, adminAuth.getBytes());
System.out.println(zkClient.readData(testNode));//admin权限与read权限不匹配，读取也会出错
} catch (Exception e) {
System.err.println(e.getMessage());
}

try {
zkClient.addAuthInfo(digest, readAuth.getBytes());
System.out.println(zkClient.readData(testNode));//只有read权限的认证信息，才能正常读取
} catch (Exception e) {
System.err.println(e.getMessage());
}

zkClient.close();
}

private static void writeTest() {
ZkClient zkClient = new ZkClient(zkAddress);

try {
zkClient.writeData(testNode, "new-data");//没有认证信息，写入会失败
} catch (Exception e) {
System.err.println(e.getMessage());
}

try {
zkClient.addAuthInfo(digest, writeAuth.getBytes());
zkClient.writeData(testNode, "new-data");//加入认证信息后,写入正常
} catch (Exception e) {
System.err.println(e.getMessage());
}

try {
zkClient.addAuthInfo(digest, readAuth.getBytes());
System.out.println(zkClient.readData(testNode));//读取新值验证
} catch (Exception e) {
System.err.println(e.getMessage());
}

zkClient.close();
}

private static void deleteTest() {
ZkClient zkClient = new ZkClient(zkAddress);
//zkClient.addAuthInfo(digest, deleteAuth.getBytes());
try {
//System.out.println(zkClient.readData(testNode));
zkClient.delete(testNode);
System.out.println("节点删除成功！");
} catch (Exception e) {
System.err.println(e.getMessage());
}
zkClient.close();
}

//    private static void deleteTest2() throws IOException, InterruptedException, KeeperException {
//        //使用zookeeper原生的API进行删除（注：delete权限指有没有权限删除子节点）
//        ZooKeeper zk = new ZooKeeper(zkAddress, 300000, new DemoWatcher());
//        zk.delete(testNode, -1);
//        System.out.println("节点删除成功");
//        zk.close();
//    }
//
//    static class DemoWatcher implements Watcher {
//        @Override
//        public void process(WatchedEvent event) {
//            System.out.println("----------->");
//            System.out.println("path:" + event.getPath());
//            System.out.println("type:" + event.getType());
//            System.out.println("stat:" + event.getState());
//            System.out.println("<-----------");
//        }
//    }

private static void changeACLTest() {
ZkClient zkClient = new ZkClient(zkAddress);
//注：zkClient.setAcl方法查看源码可以发现，调用了readData、setAcl二个方法
//所以要修改节点的ACL属性，必须同时具备read、admin二种权限
zkClient.addAuthInfo(digest, adminAuth.getBytes());
zkClient.addAuthInfo(digest, readAuth.getBytes());
try {
List<ACL> acls = new ArrayList<ACL>();
acls.add(new ACL(ZooDefs.Perms.ALL, new Id(digest, DigestAuthenticationProvider.generateDigest(adminAuth))));
zkClient.setAcl(testNode, acls);
Map.Entry<List<ACL>, Stat> aclResult = zkClient.getAcl(testNode);
System.out.println(aclResult.getKey());
} catch (Exception e) {
System.err.println(e.getMessage());
}
zkClient.close();
}

public static void main(String[] args) throws Exception {

initNode();

System.out.println("---------------------");

readTest();

System.out.println("---------------------");

writeTest();

System.out.println("---------------------");

changeACLTest();

System.out.println("---------------------");

deleteTest();

//deleteTest2();

}
}

输出结果：

test-data
节点创建成功！
---------------------
org.apache.zookeeper.KeeperException$NoAuthException: KeeperErrorCode = NoAuth for /test
org.apache.zookeeper.KeeperException$NoAuthException: KeeperErrorCode = NoAuth for /test
test-data
---------------------
org.apache.zookeeper.KeeperException$NoAuthException: KeeperErrorCode = NoAuth for /test
new-data
---------------------
[31,s{'digest,'admin-user:mAlW21Phn07yOvWnKJYq2sCMoZw=}
]
---------------------
节点删除成功！

从zkclient的使用结果看，与cli操作效果一样。　　

最后：关于多级节点之间的ACL，并非继承关系，但是也有些一联系，这是初次接触ACL中比较难理解的地方：



从这张图上可以发现，子节点/a/b的控制权限范围（全世界都能做任何事）可以超出父节点的范围(仅限：user-a:pwd:a具有read/admin权限)



继续，看上面的这4条红线标注的地方，从上向下一个个解释：

红线1：因为/a只有user-a:pwd-a有ra权限，即：没用户具有c（create）权限，所以不能创建子节点

红线2：因为/a/b为world:anyone:cdrwa权限，即无限制，所以在/a/b下创建子节点b1，地球人已经无法阻止，创建成功

红线3：给/a/b/b1指定了user-b1:pwd-b1的da权限（即：delete+admin）

(注：重温下前面提到的setAcl 二种模式，

一种是setAcl /path digest:username:encrypedpwd:crwda 用这种方式时，encrypedpwd用户必须是密文，

另一种方式是先addauth digest:usrname:password 先把授权信息加入上下文，这里password用的是明文，然后再setAcl /path auth:username:password:crdwa

所以如果在cli控制台测试，强烈建议用第二种方式，否则象上图中的方式用错了方式，pwd-b1在zk中被认为是密文，要解密出来几乎不可能，所以设置后，相当于这个节点就废了，因为你不知道密码，要操作该节点时，提供不了正确的认证信息)

红线4：还是刚才的理由，因为/a/b为world:anyone:cdrwa，没有限制，所以删除其下的子节点不受阻挡。



从上图可以看出，无法get父节点的内容，但是可以get子节点的内容，再次说明父、子节点的权限没直接关系，但是做delete时，上面的例子却遇到了麻烦：



想删除/a/b时，由于父节点/a的ACL列表里，只有ra权限，没有d权限，所以无法删除子节点。想删除/a时，发现下面还有子节点b，节点非空无法删除，所以这个示例就无解了（因为根据前面的操作，密码也还原不出来，也就无法修改ACL属性），而根节点/也无法删除，解决办法，只能到data目录里清空所有数据，再重启zk，但是这样就相当于所有数据全扔了，所以在设计ACL时，对于delete权限，要谨慎规划，在测试zk集群上做好测试，再转到生产环境操作。

最后给一些权限组合的测试结果：

要修改某个节点的ACL属性，必须具有read、admin二种权限

要删除某个节点下的子节点，必须具有对父节点的read权限，以及父节点的delete权限

参考文章：
https://ihong5.wordpress.com/2014/07/10/apache-zookeeper-acl-access-control-list-getting-permission-sets/

https://ihong5.wordpress.com/2014/07/24/apache-zookeeper-setting-acl-in-zookeeper-client/

https://ihong5.wordpress.com/2014/06/24/znode-types-and-how-to-create-read-delete-and-write-in-zookeeper-via-zkclient/

http://zookeeper.apache.org/doc/r3.4.6/zookeeperProgrammers.html#sc_ZooKeeperAccessControl