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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 userpwd
1 张三 xxxxxx
2 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 userrolenote
1 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 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
……
l 角色权限（role_permission）：
rolepermissionid roleid permissionid rolepermissionnote
1 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) administrator具有创建用户、修改用户和删除用户的功能：
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) administrator具有创建角色和删除角色的功能：
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）administrator具有建立用户和角色、角色和权限的关联关系功能：
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
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 角色表（static_role）
static_role
static_user字段名
详细解释
类型
备注
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
详细解释
类型
备注
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
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 角色－权限表（static_role_permission）
static_role_permission
static_user字段名
详细解释
类型
备注
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 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：
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)权限设置
class permissioninfomng() 用户权限信息管理类，包括方法：
l 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：
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)用户授权管理
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）用户认证管理
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null
l logout() 用户正常退出
l exceptionlogout() 用户异常退出
