基于角色的访问控制框架 GRBAC-storyicon
Grbac是一个快速，优雅和简洁的RBAC（基于角色的访问控制）框架。它支持增强的通配符并使用Radix树匹配HTTP请求。可以在任何现有的数据库和数据结构中轻松使用它。
grbac的作用是确保指定的资源只能由指定的角色访问。请注意，grbac不负责存储鉴权规则和分辨“当前请求发起者具有哪些角色”，更不负责角色的创建、分配等。这意味着您应该首先配置规则信息，并提供每个请求的发起者具有的角色。
grbac将`Host`、`Path`和`Method`的组合视为`Resource`，并将`Resource`绑定到一组角色规则（称为`Permission`）。只有符合这些规则的用户才能访问相应的`Resource`。
读取鉴权规则的组件称为`Loader`。grbac预置了一些`Loader`，你也可以通过实现`func()(grbac.Rules，error)`来根据你的设计来自定义`Loader`，并通过`grbac.WithLoader`加载它。
1. 最常见的用例
下面是最常见的用例，它使用`gin`，并将`grbac`包装成了一个中间件。通过这个例子，你可以很容易地知道如何在其他http框架中使用`grbac`（比如`echo`，`iris`，`ace`等）：
<pre>package main
import (
"github.com/gin-gonic/gin"
"github.com/storyicon/grbac"
"net/http"
"time"
)
func LoadAuthorizationRules() (rules grbac.Rules, err error) {
// 在这里实现你的逻辑
// ...
// 你可以从数据库或文件加载授权规则
// 但是你需要以 grbac.Rules 的格式返回你的身份验证规则
// 提示：你还可以将此函数绑定到golang结构体
return
}
func QueryRolesByHeaders(header http.Header) (roles []string,err error){
// 在这里实现你的逻辑
// ...
// 这个逻辑可能是从请求的Headers中获取token，并且根据token从数据库中查询用户的相应角色。
return roles, err
}
func Authorization() gin.HandlerFunc {
// 在这里，我们通过“grbac.WithLoader”接口使用自定义Loader功能
// 并指定应每分钟调用一次LoadAuthorizationRules函数以获取最新的身份验证规则。
// Grbac还提供一些现成的Loader：
// grbac.WithYAML
// grbac.WithRules
// grbac.WithJSON
// ...
rbac, err := grbac.New(grbac.WithLoader(LoadAuthorizationRules, time.Minute))
if err != nil {
panic(err)
}
return func(c *gin.Context) {
roles, err := QueryRolesByHeaders(c.Request.Header)
if err != nil {
c.AbortWithError(http.StatusInternalServerError, err)
return
}
state, _ := rbac.IsRequestGranted(c.Request, roles)
if !state.IsGranted() {
c.AbortWithStatus(http.StatusUnauthorized)
return
}
}
}
func main(){
c := gin.New()
c.Use(Authorization())
// 在这里通过c.Get、c.Post等函数绑定你的API
// ...
c.Run(":8080")
}</pre>
## 2. 概念
这里有一些关于`grbac`的概念。这很简单，你可能只需要三分钟就能理解。
### 2.1. Rule
<pre>// Rule即规则，用于定义Resource和Permission之间的关系
type Rule struct {
// ID决定了Rule的优先级。
// ID值越大意味着Rule的优先级越高。
// 当请求被多个规则同时匹配时，grbac将仅使用具有最高ID值的规则。
// 如果有多个规则同时具有最大的ID，则将随机使用其中一个规则。
ID int `json:"id"`
*Resource
*Permission
}</pre>
如你所见，`Rule`由三部分组成：`ID`，`Resource`和`Permission`。 “ID”确定规则的优先级。 当请求同时满足多个规则时（例如在通配符中）， `grbac`将选择具有最高ID的那个，然后使用其权限定义进行身份验证。 如果有多个规则同时具有最大的ID，则将随机使用其中一个规则（所以请避免这种情况）。
下面有一个非常简单的例子：
<pre>#Rule
- id: 0
# Resource
host: "*"
path: "**"
method: "*"
# Permission
authorized_roles:
- "*"
forbidden_roles: []
allow_anyone: false
#Rule
- id: 1
# Resource
host: domain.com
path: "/article"
method: "{DELETE,POST,PUT}"
# Permission
authorized_roles:
- editor
forbidden_roles: []
allow_anyone: false</pre>
在以yaml格式编写的此配置文件中，ID=0 的规则表明任何具有任何角色的人都可以访问所有资源。 但是ID=1的规则表明只有`editor`可以对文章进行增删改操作。 这样，除了文章的操作只能由`editor`访问之外，任何具有任何角色的人都可以访问所有其他资源。
### 2.2. Resource
<pre>type Resource struct {
// Host 定义资源的Host，允许使用增强的通配符。
Host string `json:"host"`
// Path 定义资源的Path，允许使用增强的通配符。
Path string `json:"path"`
// Method 定义资源的Method，允许使用增强的通配符。
Method string `json:"method"`
}</pre>
Resource用于描述Rule适用的资源。 当执行`IsRequestGranted(c.Request，roles)`时，grbac首先将当前的`Request`与所有`Rule`中的`Resources`匹配。
Resource的每个字段都支持[增强的通配符](https://github.com/storyicon/grbac/blob/master/docs/README-chinese.md#4-enhanced-wildcards)
### 2.3. Permission
<pre>// Permission用于定义权限控制信息
type Permission struct {
// AuthorizedRoles定义允许访问资源的角色
// 支持的类型: 非空字符串，*
// *: 意味着任何角色，但访问者应该至少有一个角色，
// 非空字符串：指定的角色
AuthorizedRoles []string `json:"authorized_roles"`
// ForbiddenRoles 定义不允许访问指定资源的角色
// ForbiddenRoles 优先级高于AuthorizedRoles
// 支持的类型：非空字符串，*
// *: 意味着任何角色，但访问者应该至少有一个角色，
// 非空字符串：指定的角色
//
ForbiddenRoles []string `json:"forbidden_roles"`
// AllowAnyone的优先级高于 ForbiddenRoles、AuthorizedRoles
// 如果设置为true，任何人都可以通过验证。
// 请注意，这将包括“没有角色的人”。
AllowAnyone bool `json:"allow_anyone"`
}</pre>
“Permission”用于定义绑定到的“Resource”的授权规则。 这是易于理解的，当请求者的角色符合“Permission”的定义时，他将被允许访问Resource，否则他将被拒绝访问。
为了加快验证的速度，`Permission`中的字段不支持“增强的通配符”。 在`AuthorizedRoles`和`ForbiddenRoles`中只允许`*`表示所有。
### 2.4. Loader
Loader用于加载Rule。 grbac预置了一些加载器，你也可以通过实现`func()(grbac.Rules, error)` 来自定义加载器并通过 `grbac.WithLoader` 加载它。
method
description
WithJSON(path, interval)
定期从`json`文件加载规则配置
WithYaml(path, interval)
定期从`yaml`文件加载规则配置
WithRules(Rules)
从`grbac.Rules`加载规则配置
WithAdvancedRules(loader.AdvancedRules)
以一种更紧凑的方式定义Rule，并使用`loader.AdvancedRules`加载
WithLoader(loader func()(Rules, error), interval)
使用自定义函数定期加载规则
`interval`定义了Rules的重载周期。 当`interval <0`时，`grbac`会放弃周期加载Rules配置; 当`interval∈[0,1s）`时，`grbac`会自动将`interval`设置为`5s`;
## 3. 其他例子
这里有一些简单的例子，可以让你更容易理解`grbac`的工作原理。 虽然`grbac`在大多数http框架中运行良好，但很抱歉我现在只使用gin，所以如果下面的例子中有一些缺陷，请告诉我。
### 3.1. gin && grbac.WithJSON
如果你想在`JSON`文件中编写配置文件，你可以通过`grbac.WithJSON(filepath，interval)`加载它，`filepath`是你的json文件路径，并且grbac将每隔interval重新加载一次文件。 。
<pre>[
{
"id": 0,
"host": "*",
"path": "**",
"method": "*",
"authorized_roles": [
"*"
],
"forbidden_roles": [
"black_user"
],
"allow_anyone": false
},
{
"id":1,
"host": "domain.com",
"path": "/article",
"method": "{DELETE,POST,PUT}",
"authorized_roles": ["editor"],
"forbidden_roles": [],
"allow_anyone": false
}
]</pre>
以上是“JSON”格式的身份验证规则示例。它的结构基于[grbac.Rules](https://github.com/storyicon/grbac/blob/master/docs/README-chinese.md#21-rule)。
<pre>func QueryRolesByHeaders(header http.Header) (roles []string,err error){
// 在这里实现你的逻辑
// ...
// 这个逻辑可能是从请求的Headers中获取token，并且根据token从数据库中查询用户的相应角色。
return roles, err
}
func Authentication() gin.HandlerFunc {
rbac, err := grbac.New(grbac.WithJSON("config.json", time.Minute * 10))
if err != nil {
panic(err)
}
return func(c *gin.Context) {
roles, err := QueryRolesByHeaders(c.Request.Header)
if err != nil {
c.AbortWithError(http.StatusInternalServerError, err)
return
}
state, err := rbac.IsRequestGranted(c.Request, roles)
if err != nil {
c.AbortWithStatus(http.StatusInternalServerError)
return
}
if !state.IsGranted() {
c.AbortWithStatus(http.StatusUnauthorized)
return
}
}
}
func main(){
c := gin.New()
c.Use(Authentication())
// 在这里通过c.Get、c.Post等函数绑定你的API
// ...
c.Run(":8080")
}
</pre>
### 3.2. echo && grbac.WithYaml
如果你想在`YAML`文件中编写配置文件，你可以通过`grbac.WithYAML(file，interval)`加载它，`file`是你的yaml文件路径，并且grbac将每隔一个interval重新加载一次文件。
<pre>#Rule
- id: 0
# Resource
host: "*"
path: "**"
method: "*"
# Permission
authorized_roles:
- "*"
forbidden_roles: []
allow_anyone: false
#Rule
- id: 1
# Resource
host: domain.com
path: "/article"
method: "{DELETE,POST,PUT}"
# Permission
authorized_roles:
- editor
forbidden_roles: []
allow_anyone: false</pre>
以上是“YAML”格式的认证规则的示例。它的结构基于[grbac.Rules](https://github.com/storyicon/grbac/blob/master/docs/README-chinese.md#21-rule)。
<pre>func QueryRolesByHeaders(header http.Header) (roles []string,err error){
// 在这里实现你的逻辑
// ...
// 这个逻辑可能是从请求的Headers中获取token，并且根据token从数据库中查询用户的相应角色。
return roles, err
}
func Authentication() echo.MiddlewareFunc {
rbac, err := grbac.New(grbac.WithYAML("config.yaml", time.Minute * 10))
if err != nil {
panic(err)
}
return func(echo.HandlerFunc) echo.HandlerFunc {
return func(c echo.Context) error {
roles, err := QueryRolesByHeaders(c.Request().Header)
if err != nil {
c.NoContent(http.StatusInternalServerError)
return nil
}
state, err := rbac.IsRequestGranted(c.Request(), roles)
if err != nil {
c.NoContent(http.StatusInternalServerError)
return nil
}
if state.IsGranted() {
return nil
}
c.NoContent(http.StatusUnauthorized)
return nil
}
}
}
func main(){
c := echo.New()
c.Use(Authentication())
// 在这里通过c.Get、c.Post等函数绑定你的API
// ...
}</pre>
### 3.3. iris && grbac.WithRules
如果你想直接在代码中编写认证规则，`grbac.WithRules（rules）`提供了这种方式，你可以像这样使用它：
<pre>func QueryRolesByHeaders(header http.Header) (roles []string,err error){
// 在这里实现你的逻辑
// ...
// 这个逻辑可能是从请求的Headers中获取token，并且根据token从数据库中查询用户的相应角色。
return roles, err
}
func Authentication() iris.Handler {
var rules = grbac.Rules{
{
ID: 0,
Resource: &grbac.Resource{
Host: "*",
Path: "**",
Method: "*",
},
Permission: &grbac.Permission{
AuthorizedRoles: []string{"*"},
ForbiddenRoles: []string{"black_user"},
AllowAnyone: false,
},
},
{
ID: 1,
Resource: &grbac.Resource{
Host: "domain.com",
Path: "/article",
Method: "{DELETE,POST,PUT}",
},
Permission: &grbac.Permission{
AuthorizedRoles: []string{"editor"},
ForbiddenRoles: []string{},
AllowAnyone: false,
},
},
}
rbac, err := grbac.New(grbac.WithRules(rules))
if err != nil {
panic(err)
}
return func(c context.Context) {
roles, err := QueryRolesByHeaders(c.Request().Header)
if err != nil {
c.StatusCode(http.StatusInternalServerError)
c.StopExecution()
return
}
state, err := rbac.IsRequestGranted(c.Request(), roles)
if err != nil {
c.StatusCode(http.StatusInternalServerError)
c.StopExecution()
return
}
if !state.IsGranted() {
c.StatusCode(http.StatusUnauthorized)
c.StopExecution()
return
}
}
}
func main(){
c := iris.New()
c.Use(Authentication())
// 在这里通过c.Get、c.Post等函数绑定你的API
// ...
}</pre>
### 3.4. ace && grbac.WithAdvancedRules
如果你想直接在代码中编写认证规则，`grbac.WithAdvancedRules(rules)`提供了这种方式，你可以像这样使用它：
<pre>func QueryRolesByHeaders(header http.Header) (roles []string,err error){
// 在这里实现你的逻辑
// ...
// 这个逻辑可能是从请求的Headers中获取token，并且根据token从数据库中查询用户的相应角色。
return roles, err
}
func Authentication() ace.HandlerFunc {
var advancedRules = loader.AdvancedRules{
{
Host: []string{"*"},
Path: []string{"**"},
Method: []string{"*"},
Permission: &grbac.Permission{
AuthorizedRoles: []string{},
ForbiddenRoles: []string{"black_user"},
AllowAnyone: false,
},
},
{
Host: []string{"domain.com"},
Path: []string{"/article"},
Method: []string{"PUT","DELETE","POST"},
Permission: &grbac.Permission{
AuthorizedRoles: []string{"editor"},
ForbiddenRoles: []string{},
AllowAnyone: false,
},
},
}
auth, err := grbac.New(grbac.WithAdvancedRules(advancedRules))
if err != nil {
panic(err)
}
return func(c *ace.C) {
roles, err := QueryRolesByHeaders(c.Request.Header)
if err != nil {
c.AbortWithStatus(http.StatusInternalServerError)
return
}
state, err := auth.IsRequestGranted(c.Request, roles)
if err != nil {
c.AbortWithStatus(http.StatusInternalServerError)
return
}
if !state.IsGranted() {
c.AbortWithStatus(http.StatusUnauthorized)
return
}
}
}
func main(){
c := ace.New()
c.Use(Authentication())
// 在这里通过c.Get、c.Post等函数绑定你的API
// ...
}
</pre>
`loader.AdvancedRules`试图提供一种比`grbac.Rules`更紧凑的定义鉴权规则的方法。
### 3.5. gin && grbac.WithLoader
<pre>func QueryRolesByHeaders(header http.Header) (roles []string,err error){
// 在这里实现你的逻辑
// ...
// 这个逻辑可能是从请求的Headers中获取token，并且根据token从数据库中查询用户的相应角色。
return roles, err
}
type MySQLLoader struct {
session *gorm.DB
}
func NewMySQLLoader(dsn string) (*MySQLLoader, error) {
loader := &MySQLLoader{}
db, err := gorm.Open("mysql", dsn)
if err != nil {
return nil, err
}
loader.session = db
return loader, nil
}
func (loader *MySQLLoader) LoadRules() (rules grbac.Rules, err error) {
// 在这里实现你的逻辑
// ...
// 你可以从数据库或文件加载授权规则
// 但是你需要以 grbac.Rules 的格式返回你的身份验证规则
// 提示：你还可以将此函数绑定到golang结构体
return
}
func Authentication() gin.HandlerFunc {
loader, err := NewMySQLLoader("user:password@/dbname?charset=utf8&parseTime=True&loc=Local")
if err != nil {
panic(err)
}
rbac, err := grbac.New(grbac.WithLoader(loader.LoadRules, time.Second * 5))
if err != nil {
panic(err)
}
return func(c *gin.Context) {
roles, err := QueryRolesByHeaders(c.Request.Header)
if err != nil {
c.AbortWithStatus(http.StatusInternalServerError)
return
}
state, err := rbac.IsRequestGranted(c.Request, roles)
if err != nil {
c.AbortWithStatus(http.StatusInternalServerError)
return
}
if !state.IsGranted() {
c.AbortWithStatus(http.StatusUnauthorized)
return
}
}
}
func main(){
c := gin.New()
c.Use(Authorization())
// 在这里通过c.Get、c.Post等函数绑定你的API
// ...
c.Run(":8080")
}</pre>
## 4. 增强的通配符
`Wildcard`支持的语法：
<pre><code>pattern:
{ term }
term:
'*' 匹配任何非路径分隔符的字符串
'**' 匹配任何字符串，包括路径分隔符.
'?' 匹配任何单个非路径分隔符
'[' [ '^' ] { character-range } ']'
character class (must be non-empty)
'{' { term } [ ',' { term } ... ] '}'
c 匹配字符 c (c != '*', '?', '\\', '[')
'\\' c 匹配字符 c
character-range:
c 匹配字符 c (c != '\\', '-', ']')
'\\' c 匹配字符 c
lo '-' hi 匹配字符 c for lo <= c <= hi
</code></pre>
## 5. 运行效率
<pre>➜ gos test -bench=.
goos: linux
goarch: amd64
pkg: github.com/storyicon/grbac/pkg/tree
BenchmarkTree_Query 2000 541397 ns/op
BenchmarkTree_Foreach_Query 2000 1360719 ns/op
PASS
ok github.com/storyicon/grbac/pkg/tree 13.182s</pre>
测试用例包含1000个随机规则，“BenchmarkTree_Query”和“BenchmarkTree_Foreach_Query”函数分别测试四个请求：
<pre><code>541397/(4*1e9)=0.0001s
</code></pre>
当有1000条规则时，每个请求的平均验证时间为“0.0001s”，这很快（大多数时间在通配符的匹配上）。
