用户认证管理设计方案 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（Role）去关联。 用户通常具有以下属性： ✓ 编号，在系统中唯一。 ✓ 名称，在系统中唯一。 ✓ 用户口令。 ✓ 注释，描述用户或角的信息。 1.2 角 角是使用权限的基本单位，拥有一定数量的权限，通过角赋予用户权限，通常具有以下属性： ✓ 编号，在系统中唯一。 ✓ 名称，在系统中唯一。 ✓ 注释，描述角信息 1.3 权限 权限指用户根据角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： ✓ 编号，在系统中唯一。 ✓ 名称，在系统中唯一。 ✓ 注释，描述权限信息 1.4 用户与角的关系 一个用户（User）可以隶属于多个角（Role），一个角组也可拥有多个用户，用户角就是用来描述他们之间隶属关系的对象。用户（User）通过角（Role）关联所拥有对某种资源的权限，例如 ● 用户（User）： UserID UserName UserPwd 1 张三 xxxxxx 2 李四 xxxxxx …… ● 角（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 …… ● 用户角（User_Role）： UserRoleID UserID RoleID UserRoleNote 1 1 01 用户“张三”被分配到角“系统管理员” 2 2 02 用户“李四”被分配到角“监控人员” 3 2 03 用户“李四”被分配到角“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来关联。 1.5 权限与角的关系 一个角（Role）可以拥有多个权限（Permission），同样一个权限可分配给多个角。例如： ● 角（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 …… ● 权限（Permission）： PermissionID PermissionName PermissionNote 0001 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 …… ● 角权限（Role_Permission）： RolePermissionID RoleID PermissionID RolePermissionNote 1 01 0001 角“系统管理员”具有权限“增加监控” 2 01 0002 角“系统管理员”具有权限“修改监控” 3 01 0003 角“系统管理员”具有权限“删除监控” 4 01 0004 角“系统管理员”具有权限“察看监控” 5 02 0001 角“监控人员”具有权限“增加监控” 6 02 0004 角“监控人员”具有权限“察看监控” …… 由以上例子中的角权限关系可以看出，角权限可以建立角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，并且指定用户角（User－Role）和角权限（Role－Permission）的关联关系。 1) Administrator具有创建用户、修改用户和删除用户的功能： ● 存储过程CreateUserInfo（@UserName,@UserPwd）创建用户信息； ● 存储过程ModifyUserInfo（@UserName,@UserPwd）修改用户信息； ● 存储过程DeleteUserInfo（@UserID）删除用户信息； 2) Administrator具有创建角和删除角的功能： ● 存储过程CreateRoleInfo（@RoleName,@RoleNote）创建角信息； ● 存储过程DeleteRoleInfo(@RoleID)删除角信息； 3）Administrator具有建立用户和角、角和权限的关联关系功能： ● 存储过程GrantUserRole（@UserID,@RoleID,@UserRoleNote）建立用户和角的关联关系； ● 存储过程DeleteUserRole(@UserRoleID)删除用户和角的关联关系； ● 存储过程GrantRolePermission(@RoleID,@PermissionID,@RolePermissionNote)建立角和权限的关联关系； ● 存储过程DeleteRolePermission(@RolePermissionID)删除角和权限的关联关系； 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 | 详细解释 | 类型 | 备注 | 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 角表（Static_Role） Static_Role Static_User字段名 | 详细解释 | 类型 | 备注 | RoleID | 角编号 | varchar(20) | PK | RoleName | 角名称 | varchar(20) | | RoleNote | 角信息描述 | varchar(20) | | | | | | | | | |
2.2.3 用户－角表（Static_User_Role） Static_User_Role Static_User字段名 | 详细解释 | 类型 | 备注 | UserRoleID | 用户角编号 | varchar(20) | PK | UserID | 用户编号 | varchar(20) | FK | RoleID | 角编号 | varchar(20) | FK | UserRoleNote | 用户角信息描述 | varchar(20) | | | | | webservice用户名密码调用 | | | | |
2.2.4 权限表（Static_Permission） Static_Permission Static_User字段名 | 详细解释 | 类型 | 备注 | 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－权限表（Static_Role_Permission） Static_Role_Permission Static_User字段名 | 详细解释 | 类型 | 备注 | RolePermissionID | 角权限编号 | varchar(20) | PK | RoleID | 角编号 | varchar(20) | FK | PermissionID | 权限编号 | varchar(20) | FK | RolePermissionNote | 角权限信息描述 | varchar(20) | | | | | | | | | |
3 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 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 SoapHeader public 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"; else return "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 CallContext CallContext.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 method Console.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 context LogicalCallContextData 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} of HelloServiceClass.", instanceNum); } public String HelloMethod(String name) { //Extract the call context data LogicalCallContextData data = (LogicalCallContextData)CallContext.GetData("test data"); IPrincipal myPrincipal = data.Principal; //Check the user identity if(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 client return "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： ● CreateUserInfo(string UserName string UserPwd) 建立用户信息，调用存储过程CreateUserInfo（@UserName,@UserPwd） ● ModifyUserInfo(string UserName string UserPwd) 修改用户信息，调用存储过程ModifyUserInfo（@UserName,@UserPwd） ● 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、权限的设置，包括方法： ● CreatePermissionInfo(string PermissionName string Permissi- -onNote) 建立权限信息，调用存储过程CreatePermissionInfo （@PermissionName,@PermissionNote） ● CreateRoleInfo(string RoleName string RoleNote) 建立角信息，调用存储过程CreateRoleInfo(@RoleName,@RoleNote) ● DeleteRoleInfo() 删除角信息，调用存储过程DeleteRoleInfo (@RoleID) ● GrantUserRole(string UserID string RoleID string UserRoleNote) 授予用户角，调用存储过程GrantUserRole(@UserID,@RoleID, @UserRoleNote) ● DeleteUserRole() 删除用户角，调用存储过程DeleteUserRole (@UserRoleID) ● GrantRolePermission(string RoleID string PermissionID string RolePermissionNote) 授予角权限，调用存储过程GrantRolePermission(@RoleID,@PermissionID,@RolePermissionNote) ● DeleteRolePermission() 删除授予的角权限，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)权限设置 class PermissionInfoMng() 用户权限信息管理类，包括方法： ● CreatePermissionInfo() 建立权限信息 2)用户管理 class UserInfoMng() 用户信息管理类，包括方法： ● CreateUserInfo() 建立用户信息 ● ModifyUserInfo() 修改用户信息 ● DeleteUserInfo() 删除用户信息 3)用户授权管理 class RoleInfoMng() 角信息管理类，包括方法： ● CreateRoleInfo() 建立角信息 ● DeleteRoleInfo() 删除角信息 class UserRoleMng() 用户角管理类，包括方法： ● GrantUserRole() 授予用户角 ● DeleteUserRole() 删除用户角 class RolePermissionMng() 角权限管理类，包括方法 ● GrantRolePermission() 授予角权限 ● DeleteRolePermission() 删除角权限 4）用户认证管理 class Authentication() 用户认证类，包括方法： ● 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null ● Logout() 用户正常退出 ● ExceptionLogout() 用户异常退出 | 
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