JAVA加密解密---自定义类加载器应用

Posted on 2007-04-22 11:09 久城 阅读(4856) 评论(5)  编辑  收藏 所属分类: Java理解笔记
最近在研究JAVA CLASS LOADING技术,已实现了一个自定义的加载器。对目前自定义加载器的应用,还在探讨中。下面是自定义的CLASSLOADER在JAVA加密解密方面的一些研究。

JAVA安全

JAVA是解释执行的语言,对于不同的操作平台都有相应的JVM对字节码文件进行解释执行。而这个字节码文件,也就是我们平时所看到的每一个.class文件。

这是我们大家都知道的常识,也就是由.java文件,经过编译器编译,变成JVM所能解释的.class文件。

而这个过程,在现在公开的网络技术中,利用一个反编译器,任何人都可以很容易的获取它的源文件。这对于很多人来说是不希望看到的。

对于加密解密技术,我懂的不多,有些可以利用某种技术“模糊”JAVA类文件。这样能够使反编译的难度增加。但估计反编译器的技术水平也在不断提升,导致这种方法层层受阻。另外还有很多其他的技术也可以实现对JAVA文件的加密解密。我现在所想要研究的,就是其中的一种。

JAVA的灵活性使反编译变得容易,同时,也让我们的加密解密的方法变得灵活。

利用自定义的CLASSLOADER

参照:http://www.blogjava.net/realsmy/archive/2007/04/18/111582.html

JAVA中的每一个类都是通过类加载器加载到内存中的。对于类加载器的工作流程如下表示:
1.searchfile()
找到我所要加载的类文件。(抛除JAR包的概念,现在只是要加载一个.class文件)
2.loadDataClass()
读取这个类文件的字节码。
3.difineClass()
加载类文件。(加载的过程其实很复杂,我们现在先不研究它。)

从这个过程中我们能很清楚的发现,自定义的类加载能够很轻松的控制每个类文件的加载过程。这样在第二步(loadDataClass)和第三步(difineClass)之间,我们将会有自己的空间灵活的控制这个过程。

我们加密解密的技术就应用到这里。

加密解密

JAVA加密解密的技术有很多。JAVA自己提供了良好的类库对各种算法进行支持。对于采用哪种算法,网络上说法不一,自己去GOOGLE一下吧。

下面用DES对称加密算法(设定一个密钥,然后对所有的数据进行加密)来简单举个例子。

首先,生成一个密钥KEY。
我把它保存到key.txt中。这个文件就象是一把钥匙。谁拥有它,谁就能解开我们的类文件。代码参考如下:
package com.neusoft.jiami;

import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.security.SecureRandom;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;

class Key {

    
private String keyName;

    
public Key(String keyName) {
        
this.keyName = keyName;
    }


    
public void createKey(String keyName) throws Exception {

        
// 创建一个可信任的随机数源,DES算法需要
        SecureRandom sr = new SecureRandom();
        
// 用DES算法创建一个KeyGenerator对象
        KeyGenerator kg = KeyGenerator.getInstance("DES");
        
// 初始化此密钥生成器,使其具有确定的密钥长度
        kg.init(sr);
        
// 生成密匙
        SecretKey key = kg.generateKey();
        
// 获取密钥数据
        byte rawKeyData[] = key.getEncoded();
        
// 将获取到密钥数据保存到文件中,待解密时使用
        FileOutputStream fo = new FileOutputStream(new File(keyName));
        fo.write(rawKeyData);
    }


    
public static void main(String args[]) {
        
try {
            
new Key("key.txt");
        }
 catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }


    }

}

第二步,对我们所要进行加密的类文件进行加密。

比如我有一个DigestPass类,已经被正常编译好生成DigestPass.class文件。此时,这个类文件是任何人都可以用的。因为系统的类加载器可以自动的加载它。那么下一步,我们要做的就是把这个类文件加密。使系统的类加载器无法读取到正确的字节码文件。参考代码如下:
package com.neusoft.jiami;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.security.SecureRandom;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.DESKeySpec;

public class JiaMi {

    
public static void main(String[] args) throws Exception {

        
// DES算法要求有一个可信任的随机数源
        SecureRandom sr = new SecureRandom();
        
// 获得密匙数据
        FileInputStream fi = new FileInputStream(new File("key.txt"));
        
byte rawKeyData[] = new byte[fi.available()];
        fi.read(rawKeyData);
        fi.close();
        
// 从原始密匙数据创建DESKeySpec对象
        DESKeySpec dks = new DESKeySpec(rawKeyData);
        
// 创建一个密匙工厂,然后用它把DESKeySpec转换成一个SecretKey对象
        SecretKey key = SecretKeyFactory.getInstance("DES").generateSecret(dks);
        
// Cipher对象实际完成加密操作
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES");
        
// 用密匙初始化Cipher对象
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, sr);
        
// 现在,获取要加密的文件数据
        FileInputStream fi2 = new FileInputStream(new File("DigestPass.class"));
        
byte data[] = new byte[fi2.available()];
        fi2.read(data);
        fi2.close();
        
// 正式执行加密操作
        byte encryptedData[] = cipher.doFinal(data);
        
// 用加密后的数据覆盖原文件
        FileOutputStream fo = new FileOutputStream(new File("DigestPass.class"));
        fo.write(encryptedData);
        fo.close();
    }

}


第三步,用自定义的CLASSLOADER进行加载。参考代码如下:
package com.neusoft.jiami;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.security.SecureRandom;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.DESKeySpec;
import com.neusoft.classloader.MyClassLoader;

public class JieMi {

    
public static void main(String[] args) throws Exception {

        
// DES算法要求有一个可信任的随机数源
        SecureRandom sr = new SecureRandom();
        
// 获得密匙数据
        FileInputStream fi = new FileInputStream(new File("key.txt"));
        
byte rawKeyData[] = new byte[fi.available()];// = new byte[5];
        fi.read(rawKeyData);
        fi.close();
        
// 从原始密匙数据创建一个DESKeySpec对象
        DESKeySpec dks = new DESKeySpec(rawKeyData);
        
// 创建一个密匙工厂,然后用它把DESKeySpec对象转换成一个SecretKey对象
        SecretKey key = SecretKeyFactory.getInstance("DES").generateSecret(dks);
        
// Cipher对象实际完成解密操作
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES");
        
// 用密匙初始化Cipher对象
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, sr);
        
// 现在,获取数据并解密
        FileInputStream fi2 = new FileInputStream(new File("DigestPass.class"));
        
byte encryptedData[] = new byte[fi2.available()];
        fi2.read(encryptedData);
        fi2.close();
        
// 正式执行解密操作
        byte decryptedData[] = cipher.doFinal(encryptedData);
        
// 这时把数据还原成原有的类文件
        
// FileOutputStream fo = new FileOutputStream(new
        
// File("DigestPass.class"));
        
// fo.write(decryptedData);
        
// 用解密后的数据加载类并应用
        MyClassloader mcl = new MyClassloader("E:/");
        Class cl 
= mcl.loadClass(decryptedData, "com.neusoft.jiami.DigestPass");
        DigestPass dp 
= cl.newInstance();
    }

}

这样,我们就完成了类的加密解密。这个过程留给我们修改的空间还很多。我也在理解过程中。

总结

自定义的类加载器能够灵活的控制类的加载过程。从而可以实现一些我们所要的功能。

但是,即使是这样的加密技术,对于某些高手来说,依然是脆弱的。我们所需要做的就是,理解这其中的过程,掌握这样的技术,最终能够应用到我们自己的实际项目中来。

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2007-04-22 13:06 by kurt
DES是对称加密算法不是公钥加密算法

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2007-04-22 13:14 by 久城
@kurt
多谢指点,已经修改。

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2007-04-23 15:07 by 交口称赞
类加载器本身怎么办


别人反编译你的类加载器,
然后用你的类加载器去解密。。。

你难道还弄个加载器的加载器?

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2007-04-23 18:37 by 久城
@交口称赞
谢谢,我是这样想的,这个方法可以使用于网络加载类。密钥文件保存在客户端与服务器端,自定义的类加载器保存在客户端。通过网络传输的只有加密过的字节码。类加载器只在本机上运行。这样即使被网络截取到字节码文件,也很难被反编译。
但是如果攻击者能够访问到我的客户端,并且取得我的类加载器的话。那我这样加密就无效了。
至于如何对类加载器加密?嘿嘿,我在这方面是菜菜!学习。

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2007-04-25 18:08 by liji
hello kitty! :D

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