聊聊如何自定义数据脱敏

作者: linyb极客之路 | 来源:发表于2021-12-28 10:02 被阅读0次

前言

什么是数据脱敏

数据脱敏是指对某些敏感信息通过脱敏规则进行数据的变形，实现敏感隐私数据的可靠保护

常用脱敏规则

替换、重排、加密、截断、掩码

良好的数据脱敏实施

1、尽可能地为脱敏后的应用，保留脱敏前的有意义信息
2、最大程度地防止黑客进行破解

今天我们聊聊如何自定义数据脱敏

整体思路

本示例通过替换的手段实现脱敏，然后配合常用的框架特性，比如mybatis的拦截器机制或者json的序列化来快速实现脱敏

具体落地

1、定义一个脱敏工具类

可以直接引用hutool工具包，不过它在5.6+版本以上才提供了这个工具
https://www.hutool.cn/docs/#/core/工具类/信息脱敏工具-DesensitizedUtil

不然就自己实现一个，形如下

public class DesensitizedUtils {



    /**
     * 脱敏，使用默认的脱敏策略
     * <pre>
     * DesensitizedUtil.desensitized("100", DesensitizedUtils.DesensitizedType.USER_ID)) =  "0"
     * DesensitizedUtil.desensitized("段正淳", DesensitizedUtils.DesensitizedType.CHINESE_NAME)) = "段**"
     * DesensitizedUtil.desensitized("51343620000320711X", DesensitizedUtils.DesensitizedType.ID_CARD)) = "5***************1X"
     * DesensitizedUtil.desensitized("09157518479", DesensitizedUtils.DesensitizedType.FIXED_PHONE)) = "0915*****79"
     * DesensitizedUtil.desensitized("18049531999", DesensitizedUtils.DesensitizedType.MOBILE_PHONE)) = "180****1999"
     * DesensitizedUtil.desensitized("北京市海淀区马连洼街道289号", DesensitizedUtils.DesensitizedType.ADDRESS)) = "北京市海淀区马********"
     * DesensitizedUtil.desensitized("duandazhi-jack@gmail.com.cn", DesensitizedUtils.DesensitizedType.EMAIL)) = "d*************@gmail.com.cn"
     * DesensitizedUtil.desensitized("1234567890", DesensitizedUtils.DesensitizedType.PASSWORD)) = "**********"
     * DesensitizedUtil.desensitized("苏D40000", DesensitizedUtils.DesensitizedType.CAR_LICENSE)) = "苏D4***0"
     * DesensitizedUtil.desensitized("11011111222233333256", DesensitizedUtils.DesensitizedType.BANK_CARD)) = "1101 **** **** **** 3256"
     * </pre>
     *
     * @param str              字符串
     * @param desensitizedType 脱敏类型;可以脱敏：用户id、中文名、身份证号、座机号、手机号、地址、电子邮件、密码
     * @return 脱敏之后的字符串
     * @author dazer and neusoft and qiaomu
     * @since 5.6.2
     */
    public static String desensitized(CharSequence str, DesensitizedType desensitizedType) {
        if (StrUtil.isBlank(str)) {
            return StrUtil.EMPTY;
        }
        String newStr = String.valueOf(str);
        switch (desensitizedType) {
            case USER_ID:
                newStr = String.valueOf(DesensitizedUtils.userId());
                break;
            case CHINESE_NAME:
                newStr = DesensitizedUtils.chineseName(String.valueOf(str));
                break;
            case ID_CARD:
                newStr = DesensitizedUtils.idCardNum(String.valueOf(str), 1, 2);
                break;
            case FIXED_PHONE:
                newStr = DesensitizedUtils.fixedPhone(String.valueOf(str));
                break;
            case MOBILE_PHONE:
                newStr = DesensitizedUtils.mobilePhone(String.valueOf(str));
                break;
            case ADDRESS:
                newStr = DesensitizedUtils.address(String.valueOf(str), 8);
                break;
            case EMAIL:
                newStr = DesensitizedUtils.email(String.valueOf(str));
                break;
            case PASSWORD:
                newStr = DesensitizedUtils.password(String.valueOf(str));
                break;
            case CAR_LICENSE:
                newStr = DesensitizedUtils.carLicense(String.valueOf(str));
                break;
            case BANK_CARD:
                newStr = DesensitizedUtils.bankCard(String.valueOf(str));
                break;
            default:
        }
        return newStr;
    }

    /**
     * 【用户id】不对外提供userId
     *
     * @return 脱敏后的主键
     */
    public static Long userId() {
        return 0L;
    }

    /**
     * 【中文姓名】只显示第一个汉字，其他隐藏为2个星号，比如：李**
     *
     * @param fullName 姓名
     * @return 脱敏后的姓名
     */
    public static String chineseName(String fullName) {
        if (StrUtil.isBlank(fullName)) {
            return StrUtil.EMPTY;
        }
        return StrUtil.hide(fullName, 1, fullName.length());
    }

    /**
     * 【身份证号】前1位 和后2位
     *
     * @param idCardNum 身份证
     * @param front     保留：前面的front位数；从1开始
     * @param end       保留：后面的end位数；从1开始
     * @return 脱敏后的身份证
     */
    public static String idCardNum(String idCardNum, int front, int end) {
        //身份证不能为空
        if (StrUtil.isBlank(idCardNum)) {
            return StrUtil.EMPTY;
        }
        //需要截取的长度不能大于身份证号长度
        if ((front + end) > idCardNum.length()) {
            return StrUtil.EMPTY;
        }
        //需要截取的不能小于0
        if (front < 0 || end < 0) {
            return StrUtil.EMPTY;
        }
        return StrUtil.hide(idCardNum, front, idCardNum.length() - end);
    }

    /**
     * 【固定电话 前四位，后两位
     *
     * @param num 固定电话
     * @return 脱敏后的固定电话；
     */
    public static String fixedPhone(String num) {
        if (StrUtil.isBlank(num)) {
            return StrUtil.EMPTY;
        }
        return StrUtil.hide(num, 4, num.length() - 2);
    }

    /**
     * 【手机号码】前三位，后4位，其他隐藏，比如135****2210
     *
     * @param num 移动电话；
     * @return 脱敏后的移动电话；
     */
    public static String mobilePhone(String num) {
        if (StrUtil.isBlank(num)) {
            return StrUtil.EMPTY;
        }
        return StrUtil.hide(num, 3, num.length() - 4);
    }

    /**
     * 【地址】只显示到地区，不显示详细地址，比如：北京市海淀区****
     *
     * @param address       家庭住址
     * @param sensitiveSize 敏感信息长度
     * @return 脱敏后的家庭地址
     */
    public static String address(String address, int sensitiveSize) {
        if (StrUtil.isBlank(address)) {
            return StrUtil.EMPTY;
        }
        int length = address.length();
        return StrUtil.hide(address, length - sensitiveSize, length);
    }

    /**
     * 【电子邮箱】邮箱前缀仅显示第一个字母，前缀其他隐藏，用星号代替，@及后面的地址显示，比如：d**@126.com
     *
     * @param email 邮箱
     * @return 脱敏后的邮箱
     */
    public static String email(String email) {
        if (StrUtil.isBlank(email)) {
            return StrUtil.EMPTY;
        }
        int index = StrUtil.indexOf(email, '@');
        if (index <= 1) {
            return email;
        }
        return StrUtil.hide(email, 1, index);
    }

    /**
     * 【密码】密码的全部字符都用*代替，比如：******
     *
     * @param password 密码
     * @return 脱敏后的密码
     */
    public static String password(String password) {
        if (StrUtil.isBlank(password)) {
            return StrUtil.EMPTY;
        }
        return StrUtil.repeat('*', password.length());
    }

    /**
     * 【中国车牌】车牌中间用*代替
     * eg1：null       -》 ""
     * eg1：""         -》 ""
     * eg3：苏D40000   -》 苏D4***0
     * eg4：陕A12345D  -》 陕A1****D
     * eg5：京A123     -》 京A123     如果是错误的车牌，不处理
     *
     * @param carLicense 完整的车牌号
     * @return 脱敏后的车牌
     */
    public static String carLicense(String carLicense) {
        if (StrUtil.isBlank(carLicense)) {
            return StrUtil.EMPTY;
        }
        // 普通车牌
        if (carLicense.length() == 7) {
            carLicense = StrUtil.hide(carLicense, 3, 6);
        } else if (carLicense.length() == 8) {
            // 新能源车牌
            carLicense = StrUtil.hide(carLicense, 3, 7);
        }
        return carLicense;
    }

    /**
     * 银行卡号脱敏
     * eg: 1101 **** **** **** 3256
     *
     * @param bankCardNo 银行卡号
     * @return 脱敏之后的银行卡号
     * @since 5.6.3
     */
    public static String bankCard(String bankCardNo) {
        if (StrUtil.isBlank(bankCardNo)) {
            return bankCardNo;
        }
        bankCardNo = StrUtil.trim(bankCardNo);
        if (bankCardNo.length() < 9) {
            return bankCardNo;
        }

        final int length = bankCardNo.length();
        final int midLength = length - 8;
        final StringBuilder buf = new StringBuilder();

        buf.append(bankCardNo, 0, 4);
        for (int i = 0; i < midLength; ++i) {
            if (i % 4 == 0) {
                buf.append(CharUtil.SPACE);
            }
            buf.append('*');
        }
        buf.append(CharUtil.SPACE).append(bankCardNo, length - 4, length);
        return buf.toString();
    }
}

其实正常到这个步骤，通过替换实现脱敏就可以完成，可以直接在程序中，直接调用这个工具就行。但是作为一个懂得偷懒的程序员，肯定不满足这样。于是我们会进一步封装

2、自定义脱敏注解

@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface Sensitive {

    DesensitizedType strategy() default DesensitizedType.NONE;

    /**
     * 是否使用dfa算法
     * @return
     */
    boolean useDFA() default false;

    /**
     * dfa敏感字符替换，默认替换成 "*"
     * @return
     */
    String dfaReplaceChar() default "*";


    /**
     * dfa敏感字符替换次数
     * @return
     */
    int dfaReplaceCharRepeatCount() default 1;

}

3、利用一些框架特性提升效率

a、如果项目已经有用mybatis，则可以利用mybatis拦截器特性。实现原理就是拦截响应回来的结果，然后对结果进行脱敏处理

@Intercepts(@Signature(type = ResultSetHandler.class,method = "handleResultSets",args = Statement.class))
public class DesensitizedInterceptor implements Interceptor {
    @Override
    public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {
        List<Object> list = (List<Object>) invocation.proceed();
        list.forEach(EntityUtils::desensitized);

        return list;
    }

}

b、如果项目是基于springboot的web项目，则可以利用springboot自带的jackson自定义序列化实现。它的实现原来其实就是在json进行序列化渲染给前端时，进行脱敏。

如果是这种方案，则需对自定义注解进行改造一下，加上

@JacksonAnnotationsInside
@JsonSerialize(using = DesensitizedJsonSerializer.class)

注解。形如下

@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@JacksonAnnotationsInside
@JsonSerialize(using = DesensitizedJsonSerializer.class)
public @interface Sensitive {

    DesensitizedType strategy() default DesensitizedType.NONE;

    /**
     * 是否使用dfa算法
     * @return
     */
    boolean useDFA() default false;

    /**
     * dfa敏感字符替换，默认替换成 "*"
     * @return
     */
    String dfaReplaceChar() default "*";


    /**
     * dfa敏感字符替换次数
     * @return
     */
    int dfaReplaceCharRepeatCount() default 1;

}

序列化脱敏逻辑核心代码如下

public class DesensitizedJsonSerializer extends JsonSerializer<String> implements ContextualSerializer {

    private Sensitive sensitive;
    @Override
    public void serialize(String s, JsonGenerator jsonGenerator, SerializerProvider serializerProvider) throws IOException {
        jsonGenerator.writeString(EntityUtils.getDesensitizedValue(sensitive,s));

    }

    @Override
    public JsonSerializer<?> createContextual(SerializerProvider serializerProvider, BeanProperty beanProperty) throws JsonMappingException {

        sensitive = beanProperty.getAnnotation(Sensitive.class);

        if(!ObjectUtils.isEmpty(sensitive) && String.class.isAssignableFrom(beanProperty.getType().getRawClass())){
            return this;
        }
        return serializerProvider.findValueSerializer(beanProperty.getType(),beanProperty);
    }
}

示例

以json那种方式为例

1、定义实体对象，需要进行脱敏的属性上加上脱敏注解

@Data
@EqualsAndHashCode(callSuper = false)
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
@Builder
public class UserDTO {

    private Integer id;

    private String username;

    @Sensitive(strategy = DesensitizedType.PASSWORD)
    private String password;

    @Sensitive(strategy = DesensitizedType.CHINESE_NAME)
    private String fullname;

    @Sensitive(strategy = DesensitizedType.MOBILE_PHONE)
    private String mobile;

    @Sensitive(strategy = DesensitizedType.EMAIL)
    private String email;

    @Sensitive(useDFA = true,dfaReplaceChar = "#",dfaReplaceCharRepeatCount = 3)
    private String remark;
}

2、编写一个测试controller

@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {

    @Autowired
    private UserService userService;


    @GetMapping(value="/list")
    public AjaxResult listUsers(){
       return AjaxResult.success(userService.listUserDTO());
    }

}

测试结果

image

如图所示已经进行脱敏

其他方案

1、基于Sharding Sphere实现数据脱敏

具体实现可以参考如下文章

https://jaskey.github.io/blog/2020/03/18/sharding-sphere-data-desensitization/

2、自定义注解格式化

主要实现步骤如下

1、实现AnnotationFormatterFactory接口
2、创建脱敏格式化类实现Formatter
3、将AnnotationFormatterFactory实现的接口注册到FormatterRegistry

具体实现可以参考如下文章

https://blog.csdn.net/qq_27081015/article/details/103295983

4、利用fastjson进行脱敏

主要实现步骤如下

1、实现ValueFilter接口，在process进行脱敏
2、配置fastjson为默认JSON转换

/**
     * 配置fastjson为默认JSON转换
     *
     * @return
     */
    @Bean
    public HttpMessageConverters fastJsonHttpMessageConverters() {
        // 1.定义一个converters转换消息的对象
        FastJsonHttpMessageConverter fastConverter = new FastJsonHttpMessageConverter();
        // 2.添加fastjson的配置信息，比如: 是否需要格式化返回的json数据
        FastJsonConfig fastJsonConfig = new FastJsonConfig();
        fastJsonConfig.setSerializerFeatures(SerializerFeature.PrettyFormat);
        fastJsonConfig.setSerializeFilters(new ValueDesensitizeFilter());//添加自己写的拦截器
        // 3.在converter中添加配置信息
        fastConverter.setFastJsonConfig(fastJsonConfig);
        // 4.将converter赋值给HttpMessageConverter
        HttpMessageConverter<?> converter = fastConverter;
        // 5.返回HttpMessageConverters对象
        return new HttpMessageConverters(converter);
    }

具体实现可以参考如下文章

https://blog.csdn.net/qq_27081015/article/details/103297316

5、利用mybatis-mate

mybatis-plus 企业（数据优雅处理）模块，使用时要配置一下授权码。如下

mybatis-mate:
  cert:
    grant: jinTianYiXueKe
    license: GKXP9r4MCJhGID/DTGigcBcLmZjb1YZGjE4GXaAoxbtGsPC20sxpEtiUr2F7Nb1ANTUekvF6Syo6DzraA4M4oacwoLVTglzfvaEyUogW8L7mydqlsZ4+hlm20kK85eLJK1QsskrSJmreMnEaNh9lsV7Lpbxy9JeGCeM0HPEbRvq8Y+8dUt5bQYLklsa3ZIBexir+4XykZY15uqn1pYIp4pEK0+aINTa57xjJNoWuBIqm7BdFIb4l1TAcPYMTsMXhF5hfMmKD2h391HxWTshJ6jbt4YqdKD167AgeoM+B+DE1jxlLjcpskY+kFs9piOS7RCcmKBBUOgX2BD/JxhR2gQ==

他的实现机理就是利用json序列化那种，如果感兴趣可以参考如下链接

https://gitee.com/baomidou/mybatis-mate-examples

本文的demo也有基于mybatis-mate实现脱敏，链接如下
https://github.com/lyb-geek/springboot-learning/tree/master/springboot-desensitization/springboot-desensitzation-mybatis-mate

总结

有时候业务场景的实现方式有多种多样，大家要懂得取舍判断，比如上面的方案如果你的项目本来就没用mybatis，但为了脱敏又引入mybatis，这种方案就额外有加入了复杂度，后面维护估计就有得折腾了

demo链接

https://github.com/lyb-geek/springboot-learning/tree/master/springboot-desensitization

聊聊如何自定义数据脱敏

前言

什么是数据脱敏

常用脱敏规则

良好的数据脱敏实施

整体思路

具体落地

示例

其他方案

总结

demo链接

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