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用户权限系统设计方案

摘要

本文介绍一个应用于企业应用通用的用户权限系统的设计框架，其设计思想与主要文档来源自SunWu Software Studio 的iSecurityManager? 产品。本指南适用于体系结构设计人员和开发人员。

简介

用户与角色

动作定义

应用模块

授权

总结

链接资源

简介

安全始终是可信赖的企业应用的基石。

在企业应用中，通常需要控制用户对业务操作的权限管理与控制。稍加分析不难发现这会涉及到这三个对象：用户/角色、动作/操作、授权状态，进一步分析，我们可发现“动作/操作”通常是针对某个特定的对象，譬如『新增』动作可对应于『采购申请单』也可对应于『销售出库单』等，这些动作对应的对象我们将其称之为“应用模块”。

至此，用户权限系统中的基本逻辑显形：谁（用户/角色）对什么（应用模块）是否具有某项操作（动作）的授权（授权状态：授予-Grant、拒绝-Deny、继承-Revoke）。

用户与角色

使用权限的基本单位，角色是具有一组相同授权的用户的交集。用户与用户之间没有互相隶属的关系，它只可以隶属于角色，角色可以隶属于另一角色，并且可具有多重隶关系。

用户或角色通常具有以下属性：

编号，在系统中唯一。

名称，在系统中唯一。

用户口令（角色无此属性）

当然，在实际的商业应用中，可能还需要更多的属性来描述特定的业务需求。如在iSecurityManager? 中用户和角色的信息就有如下：

图一：角色信息

图二：用户信息

有了用户和角色对象，还必须有一个描述他们之间隶属关系的对象，这样的对象我们称

之为“成员关系(Member)”，通常它可能有如下属性：

用户编号

角色编号

该“用户编号”和“角色编号”组合唯一约束，这里的“用户编号”可能是一个用户对象的编号，也可能是一个角色对象的编号，而“角色编号”则始终只能对应一个角色对象的编号。一个成员关系对象表示某个用户或角色隶属于另个角色。在iSecurityManager? 中可能有如下界面表示：

图三：用户/角色成员关系

在iSecurityManager? 中通过『成员设置』窗口来设置任何一个用户或角色（系统固定用户和角色除外）所隶属于的角色，也可以通过『角色属性』窗口来设置所属于当前角色的直接下级成员。

动作定义

在涉及数据库操作的应用中，四个基本操作是“查看(Select)”、“删除(Delete)”、“新增(Insert)”以及“更新(Update)”。在一个企业应用中当然还会有更多其他的操作，尽管这些操作可能最终都基于这四个基本操作，也可能是其他的非数据操作，而我们始终无法在刚开始就完全固定这些可能的操作，为此，必须能让系统开发人员根据每个具体的应用模块来定义其所属的特定的动作/操作。

动作/操作通常具有以下属性：

名称，在系统中唯一。

备注，描述动作/操作。

在iSecurityManager? 中“动作定义”的信息就有如下：

图四：动作定义

事实上，有些动作是需要针对具体的数据实例的，譬如“查看”、“删除”和“更新”等，这种对数据实例级别的控制比针对“应用模块”级的控制要更精细。譬如，某个用户能进行对【采购申请单】的各项操作，他应该能查看他刚填写的单据并进行某些适当的修改，但是他却不应该看到其他人填写的数据。那么，这种粗粒度的权限设置显然无法控制数据级的访问，在iSecurityManager? 中，专门使用“流程控制”的方案和技术来达致更细粒度的对数据实例级的访问和控制。

应用模块

应用模块通常是指对应于企业应用中的某种类型的业务单据，譬如ERP 系统中的【采购申请单】、【销售出库单】、【客户基础资料】等，这些业务单据可能对应一或多张数据库表。如果从面向对象(Object Oriented)的视角去看，似乎可以将本文中所描述的这些概念理解成这样：“应用模块”是类，“动作/操作”则是类的方法，而“应用模块”对应的数据库表（表结构）则是类的属性，表中的这些数据/记录就是类的实例了。

在定义规划系统中的“应用模块”时，通常还需要指定某个“应用模块”可能具有的“动作/操作”，而这些“动作/操作”由『动作定义』中进行了定义。注意：应用模块是系统中的一种逻辑组织单位。

应用模块通常具有以下属性：

名称，在系统中唯一。

标题，描述动作/操作。

动作列表，表示该应用模块所可能具有的所有操作。

在iSecurityManager? 中“应用模块”的信息就有如下：

图五：应用模块定义

授权

顾名思义，授权是指用户/角色能对哪些应用模块中的某些操作（动作）是否具有执行的许可。这里的“是否具有执行的许可”实际上指的是授权的三种状态：授予-Grant、拒绝-Deny、继承-Revoke。

授予：用户/角色对某个应用模块的某项操作具有执行的权力。

拒绝：用户/角色对某个应用模块的某项操作没有执行的权力。

继承：用户/角色对某个应用模块的某项操作是否具有执行的权力要取决于它的父角色的授权定义。

如果对某个角色授予某项权力，其下属的用户或角色是可以覆盖该项授权定义的。默认情况下，采用就近优先、拒绝优先的原则。

在iSecurityManager? 中“授权设置”的信息如下所示：

图六：权限设置

总结

通常“应用模块”和“动作定义”是由系统开发商在系统设计、开发阶段就定义好了，在系统交付给用户使用后就不再对此更改了（当然这也不是绝对的，不是吗？）。

至此，有关用户权限的各项设置、定义都完成了，事实上，这并不会立即为你的应用系统带来任何安全保障，这只是一堆关于用户和授权定义的设置数据而已，还必须在应用系统中去应用这些设置数据并根据其定义的控制逻辑以对业务数据进行控制。如何利用这些用户授权数据来控制应用系统对业务数据的访问，有很多不同的解决方案，但是我认为建立一个中间数据存储层来统一所有客户端对数据源的存储访问是个不错的主意，并在这个数据访问层中应用安全设置来对业务数据的各种访问进行授权验证和控制，这样就可以统一各种客户端对数据存储的安全应用（事实上iSecurityManager? 也正是如此处理这个问题的）。

权限设计数据库结构表

1--权限许可

1create table res_permission

1roleid INTEGER,

1resourceid varchar2(30),

1operationid integer,

1primary key(roleid,resourceid,operationid) 1)

1--角色定义

1create table res_role

1roleid INTEGER,

1rolename varchar2(30),

1roledesc varchar2(100),

1primary key(roleid)

1--角色权限

1create table res_userrole

1roleid INTEGER,

1userid varchar2(30),--用户名

1primary key(roleid,userid)

1--资源

1create table res_resource

1resourceid varchar2(20),

1resourcename varchar2(30),

1resourcedesc varchar2(100),

1primary key(resourceid)

1--操作信息

1create table res_operation

1operationid varchar2(20),

1operationname varchar2(30),

1operationdesc varchar2(100),

1primary key(operationid)

1--res_operation 表的序列号

1create sequence res_operation_seq;

1--res_role 表的序列

1create sequence res_role_seq;

1--建立soperationid与sroleid两个序列分别用来产生Operation表与Role表的ID列

1create sequence soperationid increment by 1 start with 1 nomaxvalue minvalue 1;

1create sequence sroleid increment by 1 start with 1 nomaxvalue minvalue 1;

--表设计的原理

--根据交叉法来匹配权限

--1:根据用户表中的用户id关联到res_userrole的userid，然后再关联到res_role，查出用户对应的所有权限，存放到list中

--2:根据资源和操作查询出用户可以操作的所有许可res_permission，存放到list中

--3:通过同时遍历两个list，查询出是否存在交叉，如果存在就是有权限，否则为无权限

四海同志的文章中有这样一句话：“传统业务系统中，存在着两种权限管理，其一是功能权限的管理，而另外一种则是资源权限的管理，在不同系统之间，功能权限是可以重用的，而资源权限则不能"。似乎他的那个权限设计也没有能够解决资源重用的问题。当然，如果它把资源文件分别存放在不通的文件夹中，通过url来根据权限来判断那就另当别论了。

我这个人比较懒，总是想用一个通用的方法，放在哪里都合适，因此在数据库的设计上费了一番脑筋了。其实，很多的权限管理系统都不太一样，因此，很多开发者开发出来的权限管理系统放在别的地方，就不一定合适了，往往需要重新开发，权限管理系统的结构不能变，变的仅仅是数据。在这样的一个思想的指导下，我们就想法让我们的结构不要变，尽可能的通用，其实结构在哪里，还是体现在数据库上了。四海同志说：“权限”，“组”和“人”。而这三种元素可以任意添加，彼此之间不受影响。

而我却认为，一个完整的权限管理系统应该包括：用户、角色、模块、资源这四个部分，在数据库的表设计上，这四张表叫做权限管理系统的实体表，只要把这四个实体表做出来，权限管理系统的架构就搭建完整了，这样的权限管理系统翻译成中文那就是：权限管理系统是判断（可能用判断这个词不是很准确）用户或角色对什么资源是否有什么功能的这样一个系统。这样设计出来的权限管理系统通用性、扩展性才够强，系统足够完整。四张实体表做好了，就意味着架构搭建好了，那么逻辑关系怎么办呢？我当时设计的时候用另外的4张表来存储他们之间的逻辑关系，总共8张表，四张实体表，四张逻辑关系表。其它的权限管理系统可能少于8张表，一般通用性不会太好的。通常都是在完整的基础上做了下变化，有的利用继承来做，有的利用位运算，还有的虽然不通用，但是也是充分利用了自身的特点，一般都会少于8张表，但是一般翻译成汉语都不完整。通常为：用户对资源是否有什么功能、用户或角色对资源是否有权限等等。。。。切记，通用的权限管理系统无论是用户、角色、模块、资源哪个方面，都可以在不改变架构的条件下去动态的扩展，改变的仅仅是数据，而只要有这个思想，再结合自身项目的特点，相信设计和开发各种各样不通的权限管理系统不会有问题的

用户权限管理

2008-01-03

通用权限管理系统设计篇（一）

一．引言

因为做过的一些系统的权限管理的功能虽然在逐步完善，但总有些不尽人意的地方，总想抽个时间来更好的思考一下权限系统的设计。

权限系统一直以来是我们应用系统不可缺少的一个部分，若每个应用系统都重新对系统的权限进行设计，以满足不同系统用户的需求，将会浪费我们不少宝贵时间，所以花时间来设计一个相对通用的权限系统是很有意义的。

二．设计目标

设计一个灵活、通用、方便的权限管理系统。

在这个系统中，我们需要对系统的所有资源进行权限控制，那么系统中的资源包括哪些呢？我们可以把这些资源简单概括为静态资源（功能操作、数据列）和动态资源（数据），也分别称为对象资源和数据资源，后者是我们在系统设计与实现中的叫法。

系统的目标就是对应用系统的所有对象资源和数据资源进行权限控制，比如应用系统的功能菜单、各个界面的按钮、数据显示的列以及各种行级数据进行权限的操控。

三．相关对象及其关系

大概理清了一下权限系统的相关概念，如下所示：

1.权限

系统的所有权限信息。权限具有上下级关系，是一个树状的结构。下面来看一个例子

系统管理

用户管理

查看用户

新增用户

修改用户

删除用户

对于上面的每个权限，又存在两种情况，一个是只是可访问，另一种是可授权，例如对于“查看用户”这个权限，如果用户只被授予“可访问”，那么他就不能将他所具有的这个权限分配给其他人。

2.用户

应用系统的具体操作者，用户可以自己拥有权限信息，可以归属于0～n个角色，可属于0～n个组。他的权限集是自身具有的权限、所属的各角色具有的权限、所属的各组具有的权限的合集。它与权限、角色、组之间的关系都是n对n的关系。

3.角色

为了对许多拥有相似权限的用户进行分类管理，定义了角色的概念，例如系统管理员、管理员、用户、访客等角色。角色具有上下级关系，可以形成树状视图，父级角色的权限是自身及它的所有子角色的权限的综合。父级角色的用户、父级角色的组同理可推。

4.组

为了更好地管理用户，对用户进行分组归类，简称为用户分组。组也具有上下级关系，可以形成树状视图。在实际情况中，我们知道，组也可以具有自己的角色信息、权限信息。这让我想到我们的QQ用户群，一个群可以有多个用户，一个用户也可以加入多个群。每个群具有自己的权限信息。例如查看群共享。QQ群也可以具有自己的角色信息，例如普通群、高级群等。

针对上面提出的四种类型的对象，让我们通过图来看看他们之间的关系。

有上图中可以看出，这四者的关系很复杂，而实际的情况比这个图还要复杂，权限、角色、组都具有上下级关系，权限管理是应用系统中比较棘手的问题，要设计一个通用的权限管理系统，工作量也着实不小。

当然对于有些项目，权限问题并不是那么复杂。有的只需要牵涉到权限和用户两种类型的对象，只需要给用户分配权限即可。

在另一些情况中，引入了角色对象，例如基于角色的权限系统，只需要给角色分配权限，用户都隶属于角色，不需要单独为用户分配角色信息。

在下一篇中，我们将讲述权限管理的数据库设计等内容。

欢迎各位拍砖或给出宝贵意见。

用权限管理设计篇（二）——数据库设计

理清了对象关系之后，让我们接着来进行数据库的设计。在数据库建模时，对于N对N的关系，一般需要加入一个关联表来表示关联的两者的关系。初步估计一下，本系统至少需要十张表，分别为：权限表、用户表、角色表、组表、用户权限关联表、用户角色关联表、角色权限关联表、组权限关联表、组角色关联表、用户属组关联表。当然还可能引出一些相关的表。下面让我们在PowerDesigner中画出各表吧。

各表及其关系如下：

1.用户表

用户表（TUser）

字段名称字段类型备注记录标识tu_id bigint pk, not null 所属组织to_id bigint fk, not null

登录帐号login_name varchar(64) not null

用户密码password varchar(64) not null

用户姓名vsername varchar(64) not null

手机号mobile varchar(20)

电子邮箱email varchar(64)

创建时间gen_time datetime not null

登录时间login_time datetime

上次登录时间last_login_time datetime

登录次数count bigint not null

2.角色表

角色表（TRole）

字段名称字段类型备注

角色ID tr_id bigint pk, not null

父级角色ID parent_tr_id bigint not null

角色名称role_name varchar(64) not null

创建时间gen_time datetime not null

角色描述description varchar(200)

3.权限表

权限表（TRight）

字段名称字段类型备注

权限ID tr_id bigint pk, not null

父权限parent_tr_id bigint not null

权限名称right_name varchar(64) not null

权限描述description varchar(200)

4.组表

组表（TGroup）

字段名称字段类型备注

组ID tg_id bigint pk, not null

组名称group_name varchar(64) not null

父组parent_tg_id bigint not null

创建时间gen_time datetime not null

组描述description varchar(200)

5.角色权限表

角色权限表（TRoleRightRelation）

字段名称字段类型备注

记录标识trr_id bigint pk, not null

角色Role_id bigint fk, not null

权限right_id bigint fk, not null

权限类型right_type int not null（0:可访问，1:

可授权）

6.组权限表

组权限表（TGroupRightRelation）

字段名称字段类型备注

记录标识tgr_id bigint pk, not null

组tg_id bigint fk, not null

权限tr_id bigint fk, not null

权限类型right_type int not null（0:可访问，1:

可授权）

7.组角色表

组角色表（TGroupRoleRelation）

字段名称字段类型备注

记录标识tgr_id bigint pk, not null

组tg_id bigint fk, not null

角色tr_id bigint pk, not null

8.用户权限表

用户权限表（TUserRightRelation）

字段名称字段类型备注

记录标识tur_id bigint pk, not null

用户tu_id bigint fk, not null

通用权限管理系统设计篇（三）——概要设计说明书

在前两篇文章中，不少朋友对我的设计提出了异议，认为过于复杂，当然在实际的各种系统的权限管理模块中，并不像这里设计得那么复杂，我以前所做的系统中，由只有用户和权限的，有只有用户、权限和角色的，还有一个系统用到了用户、权限、角色、组概念，这个系统是我在思考以前所做系统的权限管理部分中找到的一些共性而想到的一个设计方案，当然还会有不少设计不到位的地方，在设计开发过程中会慢慢改进，这个系统权当学习只用，各位朋友的好的建议我都会考虑到设计中，感谢各位朋友的支持。

今天抽时间整了一份概念设计出来，还有一些地方尚未考虑清楚，贴出1.0版，希望各位朋友提出宝贵建议。

大家也可以点击此处《通用权限管理概要设计说明书》自行下载，这是1.0版本，有些地方可能还会进行部分修改，有兴趣的朋友请关注我的blog。

1.引言

1.1 编写目的

本文档对通用权限管理系统的总体设计、接口设计、界面总体设计、数据结构设计、系统出错处理设计以及系统安全数据进行了说明。

1.2 背景

a、软件系统的名称：通用权限管理系统；

b、任务提出者、开发者：谢星星；

c、在J2EE的web系统中需要使用权限管理的系统。

1.3 术语

本系统：通用权限管理系统；

SSH：英文全称是Secure Shell。

1.4 预期读者与阅读建议

预期读者阅读重点

开发人员总体设计、接口设计、数据结构设计、界面总体设计、系统

出错处理设计

设计人员总体设计、接口设计、数据结构设计、系统安全设计

1.5 参考资料

《通用权限管理系统需求规格说明书》

《通用权限管理系统数据库设计说明书》

2.总体设计

2.1 设计目标

本系统的设计目标是对应用系统的所有资源进行权限控制，比如应用系统的功能菜单、各个界面的按钮控件等进行权限的操控。

2.2 运行环境

操作系统：Windows系统操作系统和Linux系列操作系统。

2.3 网络结构

通用权限管理系统可采用Java Swing实现，可以在桌面应用和Web应用系统中进行调用。如果需要要适应所有开发语言，可以将其API发布到WEB Service上。暂时用Java Swing实现。

2.4 总体设计思路和处理流程

在说明总体设计思路前，我们先说明本系统的相关概念：

1.权限资源

系统的所有权限信息。权限具有上下级关系，是一个树状的结构。下面来看一个例子

系统管理

用户管理

查看用户

新增用户

修改用户

删除用户

2.用户

3.角色

4.组

针对如上提出的四种对象，我们可以整理得出它们之间的关系图，如下所示：

总体设计思路是将系统分为组权限管理、角色权限管理、用户权限管理、组织管理和操作日志管理五部分。

其中组权限管理包括包含用户、所属角色、组权限资源和组总权限资源四部分，某个组的权限信息可用公式表示：组权限= 所属角色的权限合集+ 组自身的权限。

角色权限管理包括包含用户、包含组和角色权限三部分，某个角色的权限的计算公式为：角色权限= 角色自身权限。

用户权限管理包括所属角色、所属组、用户权限、用户总权限资源和组织管理五部分。某个用户总的权限信息存在如下计算公式：用户权限= 所属角色权限合集+ 所属组权限合集+ 用户自身权限。

组织管理即对用户所属的组织进行管理，组织以树形结构展示，组织管理具有组织的增、删、改、查功能。

操作日志管理用于管理本系统的操作日志。

注意：因为组和角色都具有上下级关系，所以下级的组或角色的权限只能在自己的直属上级的权限中选择，下级的组或者角色的总的权限都不能大于直属上级的总权限。

2.5 模块结构设计

本系统的具有的功能模块结构如下图所示：

2.6 尚未解决的问题

无。

3.接口设计（暂略）

3.1 用户接口（暂略）

3.2 外部接口（暂略）

3.3 内部接口（暂略）

4.界面总体设计

本节将阐述用户界面的实现，在此之前对页面元素做如下约定：

序号页面元素约定

1 按钮未选中时：[按钮名称]

选中时：[按钮名称]

2 单选框○选项

3 复选框□选项

4 下拉框[选项,…,] ▽

5 文本框|________|

6 TextArea |…………|

7 页签未选中时：选项名称

选中时：选项名称

8 未选中链接链接文字

9 选中链接链接文字

10 说明信息说明信息

4.1 组权限管理

4.1.1包含用户

组信息

组1

组11

组12

组…组2

组21

组22

组…所选择组：组1

[包含用户] [所属角色] [组权限] [总权限]

[修改]

用户名姓名手机号最近登录时间登录次数阿蜜果谢星星136******** 2007-10-8 66

sterning xxx 135******** 2007-10-8 10

……

当用户选择“修改”按钮时，弹出用户列表，操作人可以通过勾选或取消勾选来修改该组所包含的用户。

4.1.2所属角色

组信息

组1

组11

组12

组…组2

组21

组22

组…所选择组：组1

[包含用户] [所属角色] [组权限] [总权限] [修改]

角色ID 角色名称角色描述

1 访客--

2 初级用户--

当用户选择“修改”按钮时，弹出角色树形结构，操作人可以通过勾选或取消勾选来修改该组所属的角色。

4.1.3组权限

组信息

组1

组11

组12

组…组2

组21

组22

组…所选择组：组1

[包含用户] [所属角色] [组权限] [总权限]

[保存] [取消]

4.1.4总权限

组信息

组1

组11

组12

组…组2

组21

组22

组…所选择组：组1

[包含用户] [所属角色] [组权限] [总权限]

[保存] [取消]

通过对已具有的权限取消勾选，或为某权限添加勾选，来修改组的权限信息，点击“保存”按钮保存修改信息。

4.1.5组管理

在下图中，选中组1的时候，右键点击可弹出组的操作列表，包括添加、删除和修改按钮，从而完成在该组下添加子组，删除该组以及修改该组的功能。

组信息

组1

组11

组12

组…组2

组21

组22

组…所选择组：组1

[包含用户] [所属角色] [组权限] [总权限]

[修改]

用户名姓名手机号最近登录时间登录次数阿蜜果谢星星136******** 2007-10-8 66

sterning xxx 135******** 2007-10-8 10

……

4.2 角色权限管理4.2.1包含用户

角色信息

角色1

角色11

角色12

角色…

角色2

角色21

角色22

角色…所选择角色：角色1

[包含用户] [包含组] [角色权限]

[修改]

用户名姓名手机号最近登录时间登录次数阿蜜果谢星星136******** 2007-10-8 66

sterning xxx 135******** 2007-10-8 10

……

当用户选择“修改”按钮时，弹出用户列表，操作人可以通过勾选或取消勾选来修改该角色所包含的用户。

4.2.2包含组

角色信息

角色1

角色所选择角色：角色1

[包含用户] [包含组] [角色权限]

角色12

角色…

角色2

角色21

角色22

角色…[修改]

组ID 组名称组描述

1 xxx1 --

2 xxx2 --

……

当用户选择“修改”按钮时，弹出用户列表，操作人可以通过勾选或取消勾选来修改该角色所包含的组。

4.2.3角色权限

角色信息

角色1

角色11

角色12

角色…

角色2

角色21

角色22

角色…所选择角色：角色1

[包含用户] [包含组] [角色权限]

[保存] [取消]

通过对已具有的权限取消勾选，或为某权限添加勾选，来修改角色的权限信息，点击“保存”按钮保存修改信息。

4.2.4管理角色

在下图中，选中组1的时候，右键点击可弹出组的操作列表，包括添加、删除和修改按钮，从而完成在该组下添加子组，删除该组以及修改该组的功能。