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# 4.10 安全架构设计
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:::tip 概述
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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。
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**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。
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**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。
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**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。
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**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。
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:::tip 安全设计原则
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- **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
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- **最小权限**：用户仅能访问已授权接口，角色权限按需分配
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- **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
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- **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
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┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
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│ 安全防御层次 │
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│ │
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│ ┌───────────────────────────────────────────────────────────┐ │
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│ │ 网络层防护 │ │
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│ │ ┌──────────┐ ┌──────────────┐ ┌────────────────────────┐ │ │
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│ │ │ CORS │ │ 上传体积限制 │ │ Nginx 仅入口 index.php │ │ │
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│ │ │ 跨域控制 │ │ DoS 防御 │ │ 可见性攻击防护 │ │ │
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│ │ └──────────┘ └──────────────┘ └────────────────────────┘ │ │
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│ └───────────────────────────────────────────────────────────┘ │
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│ │
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│ ┌───────────────────────────────────────────────────────────┐ │
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│ │ 认证层 │ │
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│ │ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────────┐ │ │
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│ │ │ JWT 认证 │ │ 验证码 │ │ 双令牌 │ │ 密钥 fail- │ │ │
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│ │ │ Bearer │ │ 图形验证 │ │ access+ │ │ close 启动 │ │ │
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│ │ │ │ │ + IP限流 │ │ refresh │ │ 校验 │ │ │
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│ │ └──────────┘ └──────────┘ └──────────┘ └──────────────┘ │ │
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│ └───────────────────────────────────────────────────────────┘ │
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│ │
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│ ┌───────────────────────────────────────────────────────────┐ │
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│ │ 授权层 │ │
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│ │ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────────────┐ │ │
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│ │ │ RBAC 权限 │ │ 演示模式保护 │ │ 超级管理员跳过 │ │ │
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│ │ │ #[Permission]│ │ DemoMiddleware│ │ uid=1 bypass │ │ │
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│ │ └──────────────┘ └──────────────┘ └──────────────────┘ │ │
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│ └───────────────────────────────────────────────────────────┘ │
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│ │
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│ ┌───────────────────────────────────────────────────────────┐ │
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│ │ 数据层 │ │
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│ │ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────────┐ │ │
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│ │ │ 密码加密 │ │ 参数校验 │ │ SQL 注入 │ │ 操作日志 │ │ │
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│ │ │ 双重加盐 │ │FormRequest│ │ ORM 防护 │ │ 审计追踪 │ │ │
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│ │ └──────────┘ └──────────┘ └──────────┘ └──────────────┘ │ │
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│ └───────────────────────────────────────────────────────────┘ │
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└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
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```
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## 一、认证机制
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### 登录流程
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```text
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1. 前端提交 { username, password, key, code }
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（验证码参数 key/code 与 /api/captcha 响应字段一致）
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│
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▼
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2. CaptchaService::verify(key, code) ← 验证码校验（配置 CAPTCHA_LENGTH>0 时启用）
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│ 失败 → 返回"验证码错误"
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▼
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3. JwtService::login(username, password) ← 查询用户 + 密码校验
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│ 用户不存在/密码错误 → 统一提示（不暴露账号是否存在）
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▼
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4. password_verify(password + salt, hash) ← bcrypt 双重加盐校验
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│ 不匹配 → 统一提示
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▼
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5. 检查 user.status == 1 ← 账号状态
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│ 非启用 → 返回"账号已被禁用"
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▼
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6. 签发双令牌 + 写登录日志（成功/失败均记录）
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│
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▼
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7. 返回 { access_token, refresh_token, token_type, expires_in, user }
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### JWT 双令牌认证
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```text
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[前端] [后端]
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│ │
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│── POST /api/login ──────────→│ （公开接口，中间件组外）
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│ {username, password, │── 验证码校验（key/code）
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│ key, code} │── 密码校验（双重加盐 bcrypt）
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│ │── 签发 access_token + refresh_token
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│←─ {access_token, ─────────────│
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│ refresh_token} │
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│ │
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│── GET /api/xxx ─────────────→│ （认证接口，auth.jwt 组内）
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│ Authorization: │── JwtService::parseToken
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│ Bearer <access_token> │── 校验签名 + 有效期 + type=access
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│ │── 注入 attributes['userInfo']
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│←─ {data} ────────────────────│
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│ │
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│── access_token 过期 ─────────→│
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│── POST /api/refresh ─────────→│ （公开接口）
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│ {refresh_token} │── 校验 refresh 类型 + Redis jti（一次性消费）
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│←─ {新令牌对} ─────────────────│
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```
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### Token 设计
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| Token 类型 | 默认有效期 | 用途 | 存储 |
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|-----------|--------|------|------|
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| access_token | 2 小时（`JWT_ACCESS_TTL=7200`） | 接口认证 | 无状态（JWT） |
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| 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） |
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### 安全要点
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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
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2. **账号状态校验**：`status != 1` 时禁止登录
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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）
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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
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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
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## 二、授权机制
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### RBAC 权限模型（菜单即权限）
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```text
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┌─────────┐ ┌────────────┐ ┌─────────┐ ┌────────────┐ ┌─────────┐
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│ User │───►│ UserRole │───►│ Role │───►│ RoleMenu │───►│ Menu │
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│ │ │ │ │ │ │ │ │ │
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│ id │ │ user_id │ │ id │ │ role_id │ │ id │
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│ username│ │ role_id │ │ name │ │ menu_id │ │permission│
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└─────────┘ └────────────┘ │ code │ └────────────┘ │ type │
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└─────────┘ └─────────┘
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```
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- 菜单表的 `permission` 字段即权限编码（`sys:{模块}:{操作}`）
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- `type=1`（菜单）且 `permission` 非空的节点参与接口鉴权
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- 角色-菜单变更时 `RoleMenuObserver` / `MenuObserver` 自动清除权限缓存
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### 权限校验流程（Authenticate::checkPermission）
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```php
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// app/Http/Middleware/Authenticate.php（节选）
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protected function checkPermission(int $uid, string $permissionCode): bool
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{
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// 超级管理员跳过
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if ($uid === 1) {
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return true;
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}
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// 从 Redis 获取权限（一级缓存）
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try {
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$cached = Redis::get("perms:{$uid}");
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if ($cached) {
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$perms = json_decode($cached, true) ?? [];
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// 拥有通配权限或包含目标编码即通过
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return in_array('*:*:*', $perms) || in_array($permissionCode, $perms);
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}
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} catch (\Exception $e) {
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||
// Redis 不可用时继续降级
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}
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// 二级缓存：Laravel Cache（5 分钟）
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$cacheKey = "perms_fallback:{$uid}";
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$permissions = Cache::remember($cacheKey, 300, function () use ($uid) {
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return $this->loadPermissionsFromDb($uid);
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});
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return in_array('*:*:*', $permissions) || in_array($permissionCode, $permissions);
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}
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// 数据库加载：user_role → role_menu join menu（未删除、type=1、permission 非空）
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protected function loadPermissionsFromDb(int $uid): array
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{
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$roleIds = UserRole::where('user_id', $uid)->pluck('role_id')->toArray();
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if (empty($roleIds)) {
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return [];
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}
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return RoleMenu::join('menu', 'role_menu.menu_id', '=', 'menu.id')
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->whereIn('role_menu.role_id', $roleIds)
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->where('menu.is_delete', 0)
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->where('menu.type', 1)
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->where('menu.permission', '!=', '')
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->pluck('menu.permission')
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->toArray();
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}
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```
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### 数据权限
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`HasDataScope` 支持三种数据范围（当前 `laravel_role` 表不含 `data_scope` 字段，实际一律按"全部数据"执行）：
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| data_scope | 范围 | 实现（HasDataScope） |
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|-----------|------|------|
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| 1 | 全部数据 | 不过滤 |
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| 2 | 本部门数据 | `WHERE dept_id = 用户部门ID` |
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| 3 | 仅本人数据（默认） | `WHERE create_user = 用户名` |
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## 三、防护机制
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### 密码加密（bcrypt 双重加盐）
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```text
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密码存储流程：
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原始密码 + 外部 salt（随机字符串，存 user.salt 字段）
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│
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▼ password_hash($password . $salt, PASSWORD_BCRYPT, ['cost' => 12])
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│
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▼ bcrypt 内部自动生成 salt 并嵌入哈希
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│
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▼ 存储：password 字段（60 字符哈希）+ salt 字段（独立存储）
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密码校验流程：
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用户输入密码 + 数据库 salt
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│
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▼ password_verify($input . $salt, $hashed)
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│
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▼ true / false
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```
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- 成本因子固定为 12（`PasswordService::BCRYPT_ROUNDS`，对应 `.env` 的 `BCRYPT_ROUNDS=12`）
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- **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
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### 参数校验（FormRequest 入口拦截）
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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：
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```php
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class UserRequest extends BaseRequest
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{
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public function rules(): array
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{
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return [
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'username' => 'required|string|min:3|max:50',
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||
'realname' => 'required|string|max:50',
|
||
'mobile' => 'nullable|max:20',
|
||
'email' => 'nullable|email',
|
||
];
|
||
}
|
||
}
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```
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||
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）。
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### SQL 注入防护
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Eloquent 查询构造器使用参数绑定，自动防止 SQL 注入：
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||
```php
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// ✅ ORM 查询（安全，自动参数绑定）
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User::where('username', $username)->first();
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// 生成：SELECT * FROM laravel_user WHERE username = ? [$username]
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||
// ✅ 原生查询（手动绑定参数）
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DB::select("SELECT * FROM laravel_user WHERE username = ?", [$username]);
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||
// ❌ 危险！字符串拼接（禁止）
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||
DB::select("SELECT * FROM laravel_user WHERE username = '$username'");
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||
```
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||
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）。
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||
:::warning 安全红线
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||
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）。
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||
:::
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### 文件上传安全
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```text
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||
上传文件安全检查链：
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│
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▼ 1. 文件大小限制（config/file.php → FILE_MAX_SIZE，默认 10MB）
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│
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▼ 2. 文件扩展名白名单（FILE_IMAGE_EXT / FILE_EXT）
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│ （svg 已移除：内嵌 JS 导致 XSS 风险）
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│
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▼ 3. MIME 类型真实检测（fileinfo 扩展，_import 等场景强制校验）
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│
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▼ 4. 存储路径由服务端生成（防止路径遍历）
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│
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▼ 5. Nginx 仅允许入口 index.php 执行 —— 上传目录中的 .php 一律 404
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||
```
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||
```nginx
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||
# docker/nginx.conf：只有入口可执行，其余 .php 一律拒绝
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||
location = /index.php { /* FastCGI 转发 */ }
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||
location ~ \.php$ {
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return 404;
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||
}
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```
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||
### XSS 防护
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||
```text
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||
防护措施：
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||
1. 前端：Vue 模板插值默认转义（{{ }}），避免注入
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||
2. 后端：响应强制 Content-Type: application/json（ForceJsonResponse 中间件），
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||
浏览器不会按 HTML 渲染
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||
3. 富文本：字段独立处理链（contentFields），内容过滤与占位符机制
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||
4. 上传白名单移除 svg（内嵌脚本风险）
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||
```
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### 演示模式保护
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||
```php
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||
// DemoMiddleware 拦截写操作
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||
// .env: DEMO_MODE=true（读取 config('app.demo_mode')）
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||
// 受保护：POST/PUT/DELETE/PATCH 请求 → 返回 403
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||
// 放行：GET 请求 + 标注 #[DemoAllow] 注解的方法
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||
```
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|
||
```php
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||
// 标注 #[DemoAllow] 的方法在演示模式下仍可执行
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||
#[DemoAllow]
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public function login(LoginRequest $request): JsonResponse { ... }
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```
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### CORS 跨域控制
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```ini
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# .env
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# 开发环境：允许所有（仅限开发）
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CORS_ALLOW_ORIGIN=*
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# 生产环境：限制具体域名（多个来源用逗号分隔）
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||
CORS_ALLOW_ORIGIN=https://admin.example.com
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||
```
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||
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||
```php
|
||
// Cors 中间件处理逻辑（见 4.2 请求处理链路）：
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||
// 1. OPTIONS 预检请求 → 直接返回 204 + CORS 头（不进业务逻辑）
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||
// 2. 凭证模式下不能用 * → 回显具体 Origin + Vary: Origin（防 CDN 缓存串扰）
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||
// 3. 仅 Origin 被允许时才设置其余 CORS 头
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||
```
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||
## 四、审计机制
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||
### 操作日志（laravel_operation_log）
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||
`LogOperation` 中间件基于 `#[OperationLog]` 注解自动记录：
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||
```php
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||
#[OperationLog('用户管理-新增', OperationLog::TYPE_ADD, '新增用户：{username}')]
|
||
public function add(UserRequest $request): JsonResponse { ... }
|
||
```
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||
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||
**记录字段：**
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| 字段 | 说明 | 示例 |
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|------|------|------|
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||
| `title` | 操作标题（来自注解，无注解回退请求路径） | 用户管理-新增 |
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| `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：**
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||
|
||
- 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' => $requestInfo->getIpLocation(),
|
||
// + os / browser / 耗时
|
||
];
|
||
```
|
||
|
||
**记录字段：**
|
||
|
||
| 字段 | 说明 |
|
||
|------|------|
|
||
| `username` | 登录用户名（无论成功失败都记录） |
|
||
| `log_type` | 1=登录 2=登出 |
|
||
| `status` / `result` | 0=成功 1=失败 + 结果消息 |
|
||
| `ip` / `location` | 客户端 IP / 归属地 |
|
||
| `os` / `browser` | 操作系统 / 浏览器 |
|
||
|
||
### 日志安全要点
|
||
|
||
| 要点 | 说明 |
|
||
|------|------|
|
||
| 密码与令牌不记录 | 操作日志 `param` 排除 `password`、`token`；登录日志只记录用户名 |
|
||
| 参数截断 | `param` / `result` 截断 2000 字，防止超长内容撑爆字段 |
|
||
| 独立存储 | 操作日志和登录日志分别存储在不同表 |
|
||
| 失败不阻断 | 日志写入异常静默处理，不影响主业务 |
|
||
|
||
## 五、安全配置清单
|
||
|
||
### 环境变量（.env）
|
||
|
||
| 配置项 | 开发环境 | 生产环境 | 说明 |
|
||
|--------|---------|---------|------|
|
||
| `APP_DEBUG` | `true` | **`false`** | 关闭调试模式，异常不返回真实消息 |
|
||
| `JWT_SECRET` | 强随机 | **强随机（≥32 字符）** | 不足 32 字符**拒绝启动**（fail-close） |
|
||
| `CORS_ALLOW_ORIGIN` | `*` | **指定域名** | 如 `https://admin.example.com` |
|
||
| `DEMO_MODE` | `false` | `false` | 演示环境按需开启 |
|
||
| `FILE_MAX_SIZE` | 10 | 合理限制 | 防止大文件 DoS |
|
||
| `CAPTCHA_BYPASS_CODE` | 可设 | **必须留空** | 万能验证码仅 debug 生效，生产留空 |
|
||
| `TRUSTED_PROXIES` | 空 | CDN/负载均衡地址 | 防止伪造代理头获取错误 IP |
|
||
| `BCRYPT_ROUNDS` | 12 | 12+ | 密码哈希成本因子 |
|
||
| `API_CAMEL_SNAKE_CONVERT` | `true` | `true` | 驼峰转换开关 |
|
||
|
||
### Nginx 配置
|
||
|
||
```nginx
|
||
# 1. 启用 HTTPS（生产必须）
|
||
server {
|
||
listen 443 ssl;
|
||
ssl_certificate /etc/ssl/cert.pem;
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ssl_certificate_key /etc/ssl/key.pem;
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}
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# 2. 仅入口 PHP 可执行（docker/nginx.conf 已内置）
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location = /index.php { /* FastCGI 转发 */ }
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location ~ \.php$ { return 404; }
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# 3. 禁止访问隐藏文件（.env / .git 等，docker/nginx.conf 已内置）
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location ~ /\. { deny all; }
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# 4. 安全响应头（按需追加）
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add_header X-Content-Type-Options nosniff;
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add_header X-Frame-Options DENY;
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add_header Referrer-Policy strict-origin-when-cross-origin;
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```
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### 安全检查清单
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```text
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上线前逐项检查：
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□ .env 中 APP_DEBUG = false
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□ .env 中 JWT_SECRET 已更换为 ≥32 字符强随机密钥（否则应用拒绝启动）
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□ .env 中 CORS_ALLOW_ORIGIN 指定具体域名
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□ .env 中 CAPTCHA_BYPASS_CODE 留空
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□ Nginx 已配置 HTTPS
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□ Nginx 确认仅入口 index.php 可执行、隐藏文件已拒绝
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□ 数据库密码为强密码，Redis 已设置 requirepass 并同步 REDIS_PASSWORD
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□ 默认管理员密码已修改（admin / 123456）
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□ 演示模式已关闭（除非需要）
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□ 后端 /api/* 路由确认在认证中间件组内（公开接口仅 login/refresh/captcha/oauth2）
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□ 日志中不包含密码等敏感信息
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## 总结
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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。
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