敏感信息加密处理

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一、敏感信息加密处理我们要实现什么

系统往往需要将用户敏感信息进行加密，不同的敏感信息加密要求不同。

比如，密码的加密，我们往往不需要是可逆的。用户输入密码后，通过系统的加密规则，编码后直接比对加密存储的密码，获得比对结果即可证明用户登录信息合法性。

然后，有时我们为了防止被脱库导致的数据泄漏，不得不对一些敏感信息（比如：身份证号、手机号）进行加密。这样的数据不仅要求加密，还需要在展示及其他业务场景下完全显示，或者掩码显示，这就需要我们对加密的内容进行解密。

二、敏感信息加密处理我做了些什么

近来，项目中为了实现这个需求，做了些简单的设计：

注：考虑到在维护生产数据时方便查询，这里使用aes加密方式，该加密方式同mysql的aes加密结果相同，故可在sql中直接使用hex及aes_encrypt函数进行查询；密盐可保存在配置文件中。

1.使用自定义注解，po的每个类中需要加密及解密的字段可添加该注解

2.声明Base类，并实现encrypt和decrypt方法，方法实现利用java反射及自定义注解

3.所有需要用到加密及解密的实体对象，必须继承自Base类

4.实体类加密时调用encrypt方法，解密时调用decrypt方法，如此可实现对该对象中敏感数据的加密解密

 

三、敏感信息加密实现

　　1.先看效果

　　　　

　　注释很清楚，先给对象设置身份证号，然后执行自加密方法，返回自己的引用，打印出来加密后该对象的json字符串；执行自解密方法，返回自己的引用，打印出来解密后该对象的json字符串。

　　

2.设计实现结构

 1 crypt
 2       |
 3       |--annotation
 4       |        |--DecryptFiled
 5       |        |--EncryptFiled
 6       |--crypt
 7       |        |--EncryptDecryptInterface
 8       |--domain
 9       |        |--BaseInfo
10       |        |--SimpleDomain
11       |--utils
12       |        |--MySqlUtils

　　2.1先看看注解的实现

/**
 * Created by bright on 2017/2/22.
 *
 * @author :
 */
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface EncryptFiled {
    String value() default "";
}

两个注解的实现一致，注解名称不同而已，不再贴另外一个注解的代码。

2.2定义自加密、自解密接口

Base类实现该接口中的自加密自解密方法

/**
 * Created by bright on 2017/2/22.
 *
 * @author :
 */
public interface EncryptDecryptInterface {

    public <T> T encryptSelf();

    public <T> T decryptSelf();

}

　　2.3MysqlUtils的实现

/**
 * Created by bright on 2017/2/22.
 *
 * @author :
 */
@Component
public class MySqlUtils {

    private static final String ENCRYPTTYPE= "AES";//加密方式

    private static final String ENCODING = "UTF-8";//加密时编码

    private static String MYSQLUTILSKEY = "aaa";//加密密盐

    private static MySqlUtils mysqlUtils;//单例

    private static Cipher encryptCipher ;//加密cipher

    private static Cipher decryptChipher;//解密chipher

    /**
     * 该方法可用在spring项目中使用配置文件设置密盐，默认值为123
     * @param key
     */
    @Value("${mysql.column.crypt.key:123}")
    public void setMysqlutilskey(String key){
        MySqlUtils.MYSQLUTILSKEY = key;
    }


    /**
     * encryptCipher、decryptChipher初始化
     */
    public static void init(){
        try {
            encryptCipher = Cipher.getInstance(ENCRYPTTYPE);
            decryptChipher = Cipher.getInstance(ENCRYPTTYPE);
            encryptCipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, generateMySQLAESKey(MYSQLUTILSKEY, ENCODING));
            decryptChipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, generateMySQLAESKey(MYSQLUTILSKEY, ENCODING));
        } catch (InvalidKeyException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (NoSuchPaddingException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    /**
     * 单例获取方法实现
     * @return
     */
    public synchronized static MySqlUtils getInstance(){
        if(mysqlUtils == null){
            mysqlUtils = new MySqlUtils();
            init();
        }
        return mysqlUtils;
    }


    /**
     * 加密算法
     * @param encryptString
     * @return
     */
    public String mysqlAESEncrypt(String encryptString) {
        try{
            return new String(Hex.encodeHex(encryptCipher.doFinal(encryptString.getBytes(ENCODING)))).toUpperCase();
        } catch (BadPaddingException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (IllegalBlockSizeException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    /**
     * 解密算法
     * @param decryptString
     * @return
     */
    public String mysqlAESDecrypt(String decryptString){
        try {
            return new String(decryptChipher.doFinal(Hex.decodeHex(decryptString.toCharArray())));
        } catch (DecoderException nspe) {
            throw new RuntimeException(nspe);
        } catch (BadPaddingException nsae) {
            throw new RuntimeException(nsae);
        } catch (IllegalBlockSizeException ike) {
            throw new RuntimeException(ike);
        }
    }

    /**
     * 产生mysql-aes_encrypt
     * @param key 加密的密盐
     * @param encoding  编码
     * @return
     */
    public static SecretKeySpec generateMySQLAESKey(final String key, final String encoding) {
        try {
            final byte[] finalKey = new byte[16];
            int i = 0;
            for(byte b : key.getBytes(encoding))
                finalKey[i++%16] ^= b;
            return new SecretKeySpec(finalKey, "AES");
        } catch(UnsupportedEncodingException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

}

　　2.4BaseInfo类的实现

/**
 * Created by bright on 2017/2/22.
 *
 * @author :
 */
public class BaseInfo implements Cloneable, EncryptDecryptInterface {

    /**
     * 拷贝一个对象，并对新对象进行加密
     * 该方法主要用在日志打印上，可防止原对象被加密而影响程序执行
     * @param <T>
     * @return
     */
    public <T extends BaseInfo> T cloneAndEncrypt() {
        T cloneT = null;
        try {
            cloneT = (T) this.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
        if(cloneT !=null)
            return cloneT.encryptSelf();
        throw new RuntimeException("拷贝对象异常");
    }

    /**
     * 重写clone方法
     * @return
     * @throws CloneNotSupportedException
     */
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        try {
            return super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }

    /**
     * 实现自加密
     *
     * @param <T>
     * @return
     */
    public <T> T encryptSelf() {
        Field[] declaredFields = this.getClass().getDeclaredFields();
        try {
            if (declaredFields != null && declaredFields.length > 0) {
                for (Field field : declaredFields) {
                    if (field.isAnnotationPresent(EncryptFiled.class) && field.getType().toString().endsWith("String")) {
                        field.setAccessible(true);
                        String fieldValue = (String) field.get(this);
                        if (StringUtils.isNotEmpty(fieldValue)) {
                            field.set(this, MySqlUtils.getInstance().mysqlAESEncrypt(fieldValue));
                        }
                        field.setAccessible(false);
                    }
                }
            }
        } catch (IllegalAccessException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        return (T) this;
    }

    /**
     * 实现自解密
     *
     * @param <T>
     * @return
     */
    public <T> T decryptSelf() {
        Field[] declaredFields = this.getClass().getDeclaredFields();
        try {
            if (declaredFields != null && declaredFields.length > 0) {
                for (Field field : declaredFields) {
                    if (field.isAnnotationPresent(DecryptFiled.class) && field.getType().toString().endsWith("String")) {
                        field.setAccessible(true);
                        String fieldValue = (String)field.get(this);
                        if(StringUtils.isNotEmpty(fieldValue)) {
                            field.set(this, MySqlUtils.getInstance().mysqlAESDecrypt(fieldValue));
                        }
                    }
                }
            }
        } catch (IllegalAccessException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        return (T) this;
    }
}

　　2.5一个简单的对象

/**
 * Created by bright on 2017/2/22.
 *
 * @author :
 */
public class SimpleDomain extends BaseInfo{

    @EncryptFiled
    @DecryptFiled
    private String id;

    public String getId() {
        return id;
    }

    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }
}

2.6来个调用

public class Client {

    @Test
    public void test(){
        SimpleDomain sd = new SimpleDomain();//要进行加密解密的实体类
        sd.setId("6029131988005021537");//注入身份证号
        System.out.println(JSON.toJSONString(sd.encryptSelf()));//执行自加密后输出
        System.out.println(JSON.toJSONString(sd.decryptSelf()));//执行自解密后输出
    }
}