# 4.10 安全架构设计

:::tip 概述
本章详细阐述系统的安全架构设计，围绕认证、授权、防护、审计四大安全领域展开，旨在帮助开发者全面理解系统的安全保障体系。
:::

**认证（Authentication）**：系统采用基于 JWT 的双令牌认证机制，用户通过用户名密码登录后获取 Token，后续请求通过 `Authorization: Bearer <token>` 头传递，由 `Authenticate` 中间件（别名 `auth.jwt`）统一拦截并验证 Token 的有效性（签名校验、有效期检查），签名密钥启动时 fail-close 校验。

**授权（Authorization）**：基于 RBAC 模型设计，权限控制粒度细化至接口级。用户通过角色继承权限节点（如 `sys:user:add`），由 `#[Permission]` 注解在控制器层声明，`Authenticate` 中间件反射校验（三级缓存：Redis → Laravel Cache → 数据库）。超级管理员（`uid=1`）自动放行。

**防护（Protection）**：系统从多维度构建安全防护体系。参数校验通过 FormRequest 在 HTTP 入口自动拦截非法输入；敏感密码采用 bcrypt 双重加盐哈希存储；演示模式下 `DemoMiddleware` 统一拦截写操作；跨域配置精确控制可信域名；Nginx 仅允许入口 PHP 执行。

**审计（Audit）**：系统提供完备的操作审计能力。`LogOperation` 中间件自动记录所有写操作的请求路径、参数（排除敏感字段）、操作人、IP 归属地及执行结果；登录日志独立记录每次登录尝试，便于安全事件追溯。

:::tip 安全设计原则
- **纵深防御**：认证、授权、参数校验多层防护，单一防线失效时仍有其他机制兜底
- **最小权限**：用户仅能访问已授权接口，角色权限按需分配
- **数据不落地**：敏感信息（Token、密码）不在日志中明文记录（操作日志 `param` 排除 `password`/`token`），密码哈希不可逆
- **安全默认**：`JWT_SECRET` 弱密钥拒绝启动（fail-close），生产 `APP_DEBUG=false` 隐藏错误详情
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## 安全架构总览

```text
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                         安全防御层次                              │
│                                                                 │
│  ┌───────────────────────────────────────────────────────────┐  │
│  │ 网络层防护                                                 │  │
│  │ ┌──────────┐ ┌──────────────┐ ┌────────────────────────┐ │  │
│  │ │ CORS     │ │ 上传体积限制 │ │ Nginx 仅入口 index.php │ │  │
│  │ │ 跨域控制 │ │ DoS 防御     │ │ 可见性攻击防护         │ │  │
│  │ └──────────┘ └──────────────┘ └────────────────────────┘ │  │
│  └───────────────────────────────────────────────────────────┘  │
│                                                                 │
│  ┌───────────────────────────────────────────────────────────┐  │
│  │ 认证层                                                     │  │
│  │ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────────┐  │  │
│  │ │ JWT 认证 │ │ 验证码   │ │ 双令牌   │ │ 密钥 fail-   │  │  │
│  │ │ Bearer   │ │ 图形验证 │ │ access+  │ │ close 启动   │  │  │
│  │ │          │ │ + IP限流 │ │ refresh  │ │ 校验         │  │  │
│  │ └──────────┘ └──────────┘ └──────────┘ └──────────────┘  │  │
│  └───────────────────────────────────────────────────────────┘  │
│                                                                 │
│  ┌───────────────────────────────────────────────────────────┐  │
│  │ 授权层                                                     │  │
│  │ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────────────┐   │  │
│  │ │ RBAC 权限    │ │ 演示模式保护 │ │ 超级管理员跳过   │   │  │
│  │ │ #[Permission]│ │ DemoMiddleware│ │ uid=1 bypass     │   │  │
│  │ └──────────────┘ └──────────────┘ └──────────────────┘   │  │
│  └───────────────────────────────────────────────────────────┘  │
│                                                                 │
│  ┌───────────────────────────────────────────────────────────┐  │
│  │ 数据层                                                     │  │
│  │ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────────┐  │  │
│  │ │ 密码加密 │ │ 参数校验 │ │ SQL 注入 │ │ 操作日志     │  │  │
│  │ │ 双重加盐 │ │FormRequest│ │ ORM 防护 │ │ 审计追踪     │  │  │
│  │ └──────────┘ └──────────┘ └──────────┘ └──────────────┘  │  │
│  └───────────────────────────────────────────────────────────┘  │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
```

## 一、认证机制

### 登录流程

```text
1. 前端提交 { username, password, key, code }
   （验证码参数 key/code 与 /api/captcha 响应字段一致）
                          │
                          ▼
2. CaptchaService::verify(key, code)      ← 验证码校验（配置 CAPTCHA_LENGTH>0 时启用）
   │ 失败 → 返回"验证码错误"
   ▼
3. JwtService::login(username, password)  ← 查询用户 + 密码校验
   │ 用户不存在/密码错误 → 统一提示（不暴露账号是否存在）
   ▼
4. password_verify(password + salt, hash) ← bcrypt 双重加盐校验
   │ 不匹配 → 统一提示
   ▼
5. 检查 user.status == 1                  ← 账号状态
   │ 非启用 → 返回"账号已被禁用"
   ▼
6. 签发双令牌 + 写登录日志（成功/失败均记录）
   │
   ▼
7. 返回 { access_token, refresh_token, token_type, expires_in, user }
```

### JWT 双令牌认证

```text
[前端]                          [后端]
   │                               │
   │── POST /api/login ──────────→│  （公开接口，中间件组外）
   │   {username, password,        │── 验证码校验（key/code）
   │    key, code}                 │── 密码校验（双重加盐 bcrypt）
   │                               │── 签发 access_token + refresh_token
   │←─ {access_token, ─────────────│
   │    refresh_token}             │
   │                               │
   │── GET /api/xxx ─────────────→│  （认证接口，auth.jwt 组内）
   │   Authorization:              │── JwtService::parseToken
   │   Bearer <access_token>       │── 校验签名 + 有效期 + type=access
   │                               │── 注入 attributes['userInfo']
   │←─ {data} ────────────────────│
   │                               │
   │── access_token 过期 ─────────→│
   │── POST /api/refresh ─────────→│  （公开接口）
   │   {refresh_token}             │── 校验 refresh 类型 + Redis jti（一次性消费）
   │←─ {新令牌对} ─────────────────│
```

### Token 设计

| Token 类型 | 默认有效期 | 用途 | 存储 |
|-----------|--------|------|------|
| access_token | 2 小时（`JWT_ACCESS_TTL=7200`） | 接口认证 | 无状态（JWT） |
| refresh_token | 7 天（`JWT_REFRESH_TTL=604800`） | 刷新令牌 | **Redis 有状态**（支持踢下线、改密全端失效、一次性消费） |

### 安全要点

1. **密码错误统一提示**：无论用户不存在还是密码错误，统一提示，避免暴露账号是否存在
2. **账号状态校验**：`status != 1` 时禁止登录
3. **Token 类型校验**：access 与 refresh 通过 `type` 字段区分，不可混用（refresh 令牌不能访问业务接口）
4. **密钥 fail-close**：`JWT_SECRET` 为空或不足 32 字符时 `AppServiceProvider` 抛异常**拒绝启动**——弱密钥无法上线
5. **验证码限流**：按 IP 限流（`CAPTCHA_RATE_WINDOW` / `CAPTCHA_RATE_LIMIT`），万能码仅 `APP_DEBUG=true` 生效

## 二、授权机制

### RBAC 权限模型（菜单即权限）

```text
┌─────────┐    ┌────────────┐    ┌─────────┐    ┌────────────┐    ┌─────────┐
│  User   │───►│ UserRole   │───►│  Role   │───►│ RoleMenu   │───►│  Menu   │
│         │    │            │    │         │    │            │    │         │
│ id      │    │ user_id    │    │ id      │    │ role_id    │    │ id      │
│ username│    │ role_id    │    │ name    │    │ menu_id    │    │permission│
└─────────┘    └────────────┘    │ code    │   └────────────┘    │ type    │
                                 └─────────┘                     └─────────┘
```

- 菜单表的 `permission` 字段即权限编码（`sys:{模块}:{操作}`）
- `type=1`（菜单）且 `permission` 非空的节点参与接口鉴权
- 角色-菜单变更时 `RoleMenuObserver` / `MenuObserver` 自动清除权限缓存

### 权限校验流程（Authenticate::checkPermission）

```php
// app/Http/Middleware/Authenticate.php（节选）

protected function checkPermission(int $uid, string $permissionCode): bool
{
    // 超级管理员跳过
    if ($uid === 1) {
        return true;
    }

    // 从 Redis 获取权限（一级缓存）
    try {
        $cached = Redis::get("perms:{$uid}");
        if ($cached) {
            $perms = json_decode($cached, true) ?? [];
            // 拥有通配权限或包含目标编码即通过
            return in_array('*:*:*', $perms) || in_array($permissionCode, $perms);
        }
    } catch (\Exception $e) {
        // Redis 不可用时继续降级
    }

    // 二级缓存：Laravel Cache（5 分钟）
    $cacheKey = "perms_fallback:{$uid}";
    $permissions = Cache::remember($cacheKey, 300, function () use ($uid) {
        return $this->loadPermissionsFromDb($uid);
    });

    return in_array('*:*:*', $permissions) || in_array($permissionCode, $permissions);
}

// 数据库加载：user_role → role_menu join menu（未删除、type=1、permission 非空）
protected function loadPermissionsFromDb(int $uid): array
{
    $roleIds = UserRole::where('user_id', $uid)->pluck('role_id')->toArray();
    if (empty($roleIds)) {
        return [];
    }

    return RoleMenu::join('menu', 'role_menu.menu_id', '=', 'menu.id')
        ->whereIn('role_menu.role_id', $roleIds)
        ->where('menu.is_delete', 0)
        ->where('menu.type', 1)
        ->where('menu.permission', '!=', '')
        ->pluck('menu.permission')
        ->toArray();
}
```

### 数据权限

`HasDataScope` 支持三种数据范围（当前 `laravel_role` 表不含 `data_scope` 字段，实际一律按"全部数据"执行）：

| data_scope | 范围 | 实现（HasDataScope） |
|-----------|------|------|
| 1 | 全部数据 | 不过滤 |
| 2 | 本部门数据 | `WHERE dept_id = 用户部门ID` |
| 3 | 仅本人数据（默认） | `WHERE create_user = 用户名` |

## 三、防护机制

### 密码加密（bcrypt 双重加盐）

```text
密码存储流程：
  原始密码 + 外部 salt（随机字符串，存 user.salt 字段）
      │
      ▼ password_hash($password . $salt, PASSWORD_BCRYPT, ['cost' => 12])
      │
      ▼ bcrypt 内部自动生成 salt 并嵌入哈希
      │
      ▼ 存储：password 字段（60 字符哈希）+ salt 字段（独立存储）

密码校验流程：
  用户输入密码 + 数据库 salt
      │
      ▼ password_verify($input . $salt, $hashed)
      │
      ▼ true / false
```

- 成本因子固定为 12（`PasswordService::BCRYPT_ROUNDS`，对应 `.env` 的 `BCRYPT_ROUNDS=12`）
- **双重加盐**：外部 salt 存独立字段，数据库泄露后仍需同时获取 salt 才能暴力破解；bcrypt 内部 salt 进一步增加彩虹表攻击难度

### 参数校验（FormRequest 入口拦截）

通过控制器方法类型注入 FormRequest，进入业务逻辑前完成格式校验：

```php
class UserRequest extends BaseRequest
{
    public function rules(): array
    {
        return [
            'username' => 'required|string|min:3|max:50',
            'realname' => 'required|string|max:50',
            'mobile' => 'nullable|max:20',
            'email' => 'nullable|email',
        ];
    }
}
```

校验失败由 `failedValidation()` 直接返回 `code=1` + 字段错误明细，**不进入控制器方法**；唯一性等业务规则由 Service 层兜底（防止绕过格式校验的组合攻击）。

### SQL 注入防护

Eloquent 查询构造器使用参数绑定，自动防止 SQL 注入：

```php
// ✅ ORM 查询（安全，自动参数绑定）
User::where('username', $username)->first();
// 生成：SELECT * FROM laravel_user WHERE username = ?  [$username]

// ✅ 原生查询（手动绑定参数）
DB::select("SELECT * FROM laravel_user WHERE username = ?", [$username]);

// ❌ 危险！字符串拼接（禁止）
DB::select("SELECT * FROM laravel_user WHERE username = '$username'");
```

查询排序也受白名单保护：前端 `orderField` 必须命中 `pageOrderBy` 与 `orderFieldAllow` 的并集，否则忽略（防排序注入）。

:::warning 安全红线
永远不要将用户输入直接拼接到 SQL 字符串中。即使使用原生 SQL，也必须使用参数绑定（`?` 占位符）。
:::

### 文件上传安全

```text
上传文件安全检查链：
    │
    ▼ 1. 文件大小限制（config/file.php → FILE_MAX_SIZE，默认 10MB）
    │
    ▼ 2. 文件扩展名白名单（FILE_IMAGE_EXT / FILE_EXT）
    │     （svg 已移除：内嵌 JS 导致 XSS 风险）
    │
    ▼ 3. MIME 类型真实检测（fileinfo 扩展，_import 等场景强制校验）
    │
    ▼ 4. 存储路径由服务端生成（防止路径遍历）
    │
    ▼ 5. Nginx 仅允许入口 index.php 执行 —— 上传目录中的 .php 一律 404
```

```nginx
# docker/nginx.conf：只有入口可执行，其余 .php 一律拒绝
location = /index.php { /* FastCGI 转发 */ }
location ~ \.php$ {
    return 404;
}
```

### XSS 防护

```text
防护措施：
  1. 前端：Vue 模板插值默认转义（{{ }}），避免注入
  2. 后端：响应强制 Content-Type: application/json（ForceJsonResponse 中间件），
     浏览器不会按 HTML 渲染
  3. 富文本：字段独立处理链（contentFields），内容过滤与占位符机制
  4. 上传白名单移除 svg（内嵌脚本风险）
```

### 演示模式保护

```php
// DemoMiddleware 拦截写操作
// .env: DEMO_MODE=true（读取 config('app.demo_mode')）

// 受保护：POST/PUT/DELETE/PATCH 请求 → 返回 403
// 放行：GET 请求 + 标注 #[DemoAllow] 注解的方法
```

```php
// 标注 #[DemoAllow] 的方法在演示模式下仍可执行
#[DemoAllow]
public function login(LoginRequest $request): JsonResponse { ... }
```

### CORS 跨域控制

```ini
# .env
# 开发环境：允许所有（仅限开发）
CORS_ALLOW_ORIGIN=*

# 生产环境：限制具体域名（多个来源用逗号分隔）
CORS_ALLOW_ORIGIN=https://admin.example.com
```

```php
// Cors 中间件处理逻辑（见 4.2 请求处理链路）：
// 1. OPTIONS 预检请求 → 直接返回 204 + CORS 头（不进业务逻辑）
// 2. 凭证模式下不能用 * → 回显具体 Origin + Vary: Origin（防 CDN 缓存串扰）
// 3. 仅 Origin 被允许时才设置其余 CORS 头
```

## 四、审计机制

### 操作日志（laravel_operation_log）

`LogOperation` 中间件基于 `#[OperationLog]` 注解自动记录：

```php
#[OperationLog('用户管理-新增', OperationLog::TYPE_ADD, '新增用户：{username}')]
public function add(UserRequest $request): JsonResponse { ... }
```

**记录字段：**

| 字段 | 说明 | 示例 |
|------|------|------|
| `title` | 操作标题（来自注解，无注解回退请求路径） | 用户管理-新增 |
| `type` | 操作类型（30 种常量，无注解按 HTTP 方法推断） | 1=新增 2=修改 3=删除 4=查询 5=导入 6=导出 |
| `method` | HTTP 方法 | POST |
| `request_method` | 控制器方法名 | add |
| `url` | 请求路径 | /api/user/add |
| `param` | 请求参数（JSON，**排除 password/token**，截断 2000 字） | {"username":"admin"} |
| `result` | 响应内容（截断 2000 字） | {"code":0,...} |
| `ip` / `location` | 客户端 IP / 归属地（ip2region） | 192.168.1.100 / 江苏省南京市 |
| `os` / `browser` | 操作系统 / 浏览器 | Windows 11 / Chrome 128 |
| `create_user` | 操作人（userInfo.username） | admin |
| `status` | 执行状态（code=0/200 → 0，其余 → 1） | 0=成功 1=失败 |
| `error` | 错误信息（失败时取 msg） | 名称已存在 |
| `consume_time` | 执行耗时（ms） | 125 |

**记录规则：**

- 写操作（POST/PUT/DELETE/PATCH）始终记录
- GET 仅在注解类型为 `EXPORT / DOWNLOAD / IMPORT` 时记录
- `handle` 阶段采集、`terminate` 阶段落库（响应后执行，不阻塞业务；写入失败静默）

### 登录日志（laravel_login_log）

```php
// AuthController::writeLoginLog（节选）—— 成功与失败均记录
$data = [
    'username' => $username,
    'log_type' => 1,                    // 1=登录 2=登出
    'source' => 0,                      // 来源端：0=后台
    'method' => $request->method(),
    'request_method' => $entry,         // login / refresh 等入口
    'url' => $request->fullUrl(),
    'param' => json_encode(['username' => $username], ...),   // 只记录用户名
    'result' => json_encode(['code' => $success ? 0 : 1, 'msg' => $message], ...),
    'ip' => $requestInfo->getIp(),
    'location' => $requestInfo->getIpLocation(),
    // + os / browser / 耗时
];
```

**记录字段：**

| 字段 | 说明 |
|------|------|
| `username` | 登录用户名（无论成功失败都记录） |
| `log_type` | 1=登录 2=登出 |
| `status` / `result` | 0=成功 1=失败 + 结果消息 |
| `ip` / `location` | 客户端 IP / 归属地 |
| `os` / `browser` | 操作系统 / 浏览器 |

### 日志安全要点

| 要点 | 说明 |
|------|------|
| 密码与令牌不记录 | 操作日志 `param` 排除 `password`、`token`；登录日志只记录用户名 |
| 参数截断 | `param` / `result` 截断 2000 字，防止超长内容撑爆字段 |
| 独立存储 | 操作日志和登录日志分别存储在不同表 |
| 失败不阻断 | 日志写入异常静默处理，不影响主业务 |

## 五、安全配置清单

### 环境变量（.env）

| 配置项 | 开发环境 | 生产环境 | 说明 |
|--------|---------|---------|------|
| `APP_DEBUG` | `true` | **`false`** | 关闭调试模式，异常不返回真实消息 |
| `JWT_SECRET` | 强随机 | **强随机（≥32 字符）** | 不足 32 字符**拒绝启动**（fail-close） |
| `CORS_ALLOW_ORIGIN` | `*` | **指定域名** | 如 `https://admin.example.com` |
| `DEMO_MODE` | `false` | `false` | 演示环境按需开启 |
| `FILE_MAX_SIZE` | 10 | 合理限制 | 防止大文件 DoS |
| `CAPTCHA_BYPASS_CODE` | 可设 | **必须留空** | 万能验证码仅 debug 生效，生产留空 |
| `TRUSTED_PROXIES` | 空 | CDN/负载均衡地址 | 防止伪造代理头获取错误 IP |
| `BCRYPT_ROUNDS` | 12 | 12+ | 密码哈希成本因子 |
| `API_CAMEL_SNAKE_CONVERT` | `true` | `true` | 驼峰转换开关 |

### Nginx 配置

```nginx
# 1. 启用 HTTPS（生产必须）
server {
    listen 443 ssl;
    ssl_certificate     /etc/ssl/cert.pem;
    ssl_certificate_key /etc/ssl/key.pem;
}

# 2. 仅入口 PHP 可执行（docker/nginx.conf 已内置）
location = /index.php { /* FastCGI 转发 */ }
location ~ \.php$ { return 404; }

# 3. 禁止访问隐藏文件（.env / .git 等，docker/nginx.conf 已内置）
location ~ /\. { deny all; }

# 4. 安全响应头（按需追加）
add_header X-Content-Type-Options nosniff;
add_header X-Frame-Options DENY;
add_header Referrer-Policy strict-origin-when-cross-origin;
```

### 安全检查清单

```text
上线前逐项检查：

□ .env 中 APP_DEBUG = false
□ .env 中 JWT_SECRET 已更换为 ≥32 字符强随机密钥（否则应用拒绝启动）
□ .env 中 CORS_ALLOW_ORIGIN 指定具体域名
□ .env 中 CAPTCHA_BYPASS_CODE 留空
□ Nginx 已配置 HTTPS
□ Nginx 确认仅入口 index.php 可执行、隐藏文件已拒绝
□ 数据库密码为强密码，Redis 已设置 requirepass 并同步 REDIS_PASSWORD
□ 默认管理员密码已修改（admin / 123456）
□ 演示模式已关闭（除非需要）
□ 后端 /api/* 路由确认在认证中间件组内（公开接口仅 login/refresh/captcha/oauth2）
□ 日志中不包含密码等敏感信息
```

## 总结

系统通过认证、授权、防护、审计四层安全架构，实现了从网络层到数据层的纵深防御。JWT 双令牌 + Redis 有状态保证认证安全且支持会话管控，RBAC 权限控制细化到按钮级（三级缓存保证性能），bcrypt 双重加盐保护密码安全，操作日志与登录日志实现全链路审计。各层安全机制相互独立又协同配合，确保系统在企业级应用场景下的安全可靠性。