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Springboot使用AOP机制实现数据加密

Springboot使用AOP机制实现数据加密

作者: seawish | 来源:发表于2019-10-24 19:57 被阅读0次

    本文采用aop实现model中的字段加解密。

    创建加密工具类 AseUtil

    import org.springframework.util.Base64Utils;
    import java.security.NoSuchAlgorithmException;
    import java.security.SecureRandom;
    import java.util.logging.Level;
    import java.util.logging.Logger;
    import javax.crypto.Cipher;
    import javax.crypto.KeyGenerator;
    import javax.crypto.SecretKey;
    import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
    
    
    /**
     * Ase加密
     */
    public class AseUtil {
        private static final String KEY_ALGORITHM = "AES";
        private static final String DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM = "AES/ECB/PKCS5Padding";//默认的加密算法
    
        /**
         * AES 加密操作
         *
         * @param content  待加密内容
         * @param secKey 加密密码
         * @return 返回Base64转码后的加密数据
         */
        public static String encrypt(String content, String secKey) {
            try {
                Cipher cipher = Cipher.getInstance(DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM);// 创建密码器
                byte[] byteContent = content.getBytes("utf-8");
                cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, getSecretKey(secKey));// 初始化为加密模式的密码器
                byte[] result = cipher.doFinal(byteContent);// 加密
                return Base64Utils.encodeToString(result);
            } catch (Exception ex) {
                Logger.getLogger(AseUtil.class.getName()).log(Level.SEVERE, null, ex);
            }
    
            return null;
        }
    
        /**
         * AES 解密操作
         *
         * @param content
         * @param secKey
         * @return
         */
        public static String decrypt(String content, String secKey) {
            try {
                //实例化
                Cipher cipher = Cipher.getInstance(DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM);
                //使用密钥初始化,设置为解密模式
                cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, getSecretKey(secKey));
                //执行操作
                byte[] result = cipher.doFinal(Base64Utils.decodeFromString(content));
                return new String(result, "utf-8");
            } catch (Exception ex) {
                Logger.getLogger(AseUtil.class.getName()).log(Level.SEVERE, null, ex);
            }
    
            return null;
        }
    
        /**
         * 生成加密秘钥
         *
         * @return
         */
        private static SecretKeySpec getSecretKey(final String password) {
            //返回生成指定算法密钥生成器的 KeyGenerator 对象
            KeyGenerator kg = null;
            try {
                kg = KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);
                //AES 要求密钥长度为 128
                kg.init(128, new SecureRandom(password.getBytes()));
                //生成一个密钥
                SecretKey secretKey = kg.generateKey();
                return new SecretKeySpec(secretKey.getEncoded(), KEY_ALGORITHM);// 转换为AES专用密钥
            } catch (NoSuchAlgorithmException ex) {
                Logger.getLogger(AseUtil.class.getName()).log(Level.SEVERE, null, ex);
            }
            return null;
        }
    }
    

    定义注解

    @EncryptMethod

    使用@EncryptMethod注解要加密参数(model)的方法。

    /**
     * 字段加解密
     * @author seawish
     * @date 2019/8/19
     */
    @Documented
    @Target({ElementType.FIELD})
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Order(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE)
    public @interface EncryptField {}
    

    @DecryptMethod

    使用@DecryptMethod注解要加密参数(model)的方法。

    /**
     * 注解需要加解密参数的方法,实现自动加解密。
     *
     * @author seawish.zheng
     * @date 2019/8/16
     */
    @Documented
    @Target({ElementType.METHOD})
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Order(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE)
    public @interface DecryptMethod { }
    

    @CryptField

    @CryptField修饰model类的属性,被注解的属性将被aop拦截,进行加解密处理。

    import org.springframework.core.Ordered;
    import org.springframework.core.annotation.Order;
    import java.lang.annotation.*;
    /**
     * 字段加解密
     * @author seawish.zheng
     * @date 2019/8/19
     */
    @Documented
    @Target({ElementType.FIELD})
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Order(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE)
    public @interface CryptField {}
    

    定义切面类 CryptFieldAspect

    CryptFieldAspect拦截@EncryptMethod和@DecryptMethod修饰的方法,并对其第一个参数进行的特定属性(使用@CryptField注解的属性)进行加解密处理。

    import com.dji.graduate.utils.AseUtil;
    import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
    import org.aspectj.lang.annotation.Around;
    import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
    import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;
    import org.slf4j.Logger;
    import org.slf4j.LoggerFactory;
    import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
    import org.springframework.core.Ordered;
    import org.springframework.core.annotation.Order;
    import org.springframework.stereotype.Component;
    
    import java.lang.reflect.Field;
    import java.util.Objects;
    
    /**
     * 安全字段加密解密切面
     *
     * @author: zetting
     * @date:2018/12/27
     */
    @Order(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE)
    @Aspect
    @Component
    public class CryptFieldAspect {
        private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(CryptFieldAspect.class);
        @Value("${crypt.seckey}")
        private String secretKey;
    
        @Pointcut("@annotation(EncryptMethod)")
        public void encryptPointCut() {
        }
    
        @Pointcut("@annotation(DecryptMethod)")
        public void decryptPointCut() {
        }
    
        /**
         * 加密数据环绕处理
         * @param joinPoint
         * @return
         * @throws Throwable
         */
        @Around("encryptPointCut()")
        public Object aroundEncrypt(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
            Object requestObj = joinPoint.getArgs()[0];
            handleEncrypt(requestObj); // 加密CryptField注解字段
            Object responseObj = joinPoint.proceed(); // 方法执行
            handleDecrypt(responseObj); // 解密CryptField注解字段
    
            return responseObj;
        }
    
        /**
         * 解密数据环绕处理
         * @param joinPoint
         * @return
         * @throws Throwable
         */
        @Around("decryptPointCut()")
        public Object aroundDecrypt(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
            Object requestObj = joinPoint.getArgs()[0];
            handleDecrypt(requestObj); // 解密CryptField注解字段
            Object responseObj = joinPoint.proceed(); // 方法执行
            handleEncrypt(responseObj); // 加密CryptField注解字段
            return responseObj;
        }
    
        /**
         * 处理加密
         *
         * @param requestObj
         */
        private void handleEncrypt(Object requestObj) throws IllegalAccessException {
            if (Objects.isNull(requestObj)) {
                return;
            }
            Field[] fields = requestObj.getClass().getDeclaredFields();
            for (Field field : fields) {
                boolean hasSecureField = field.isAnnotationPresent(CryptField.class);
                if (hasSecureField) {
                    field.setAccessible(true);
                    String plaintextValue = (String) field.get(requestObj);
                    String encryptValue = AseUtil.encrypt(plaintextValue, secretKey);
                    field.set(requestObj, encryptValue);
                }
            }
        }
    
        /**
         * 处理解密
         *
         * @param responseObj
         */
        private Object handleDecrypt(Object responseObj) throws IllegalAccessException {
            if (Objects.isNull(responseObj)) {
                return null;
            }
    
            Field[] fields = responseObj.getClass().getDeclaredFields();
            for (Field field : fields) {
                boolean hasSecureField = field.isAnnotationPresent(CryptField.class);
                if (hasSecureField) {
                    field.setAccessible(true);
                    String encryptValue = (String) field.get(responseObj);
                    String plaintextValue = AseUtil.decrypt(encryptValue, secretKey);
                    field.set(responseObj, plaintextValue);
                }
            }
            return responseObj;
        }
    }
    

    切面使用

    配置属性

    在application.properties中配置aes加密所需的seckey。

    crypt.seckey = seawishkey
    

    注解方法和字段

    注解Dto对象的字段

    AccountDto的password属性使用@CryptField注解,其将被aop拦截,进行加解密处理。

    @ApiModel(value = "用户Dto")
    public class AccountDto extends BaseDto<AccountDto, AccountEntity> {
        private static final long serialVersionUID = 1L;
    
        @ApiModelProperty(hidden = true)
        @CryptField
        @NotEmpty(groups = {InsertGroup.class})
        @Size(min = 8, max = 20)
        private String password;
    

    注解AddCount方法

    addAccount方法使用@EncryptMethod注解,其第一个参数,也就是accountDto对象,将被aop拦截。在方法执行前,accountDto具有@CryptFiled注解的属性都会被加密;而执行完方法后,该对象被加密的字段都会被解密回原样。
    如果使用@DecryptMethod注解addAccount方法,则执行@EncryptMethod相反的操作。

       @ApiOperation("添加用户信息")
        @EncryptMethod
        @PostMapping
        @ResponseBody
        public Result<String> addAccount(@Validated({Default.class, InsertGroup.class}) @RequestBody AccountDto accountDto) throws InvocationTargetException, IllegalAccessException {
            logger.info("添加用户,ad: {}", accountDto.getAd());
    
            return accountService.add(accountDto) ? Result.success(accountDto.getId()) : Result.failureMsg("增加用户失败");
        }
    

    参考文献

    本文作者: seawish
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