mybatis中數(shù)據(jù)加密與解密的實現(xiàn)
更新時間：2022年03月16日 11:07:35 作者：我是屬車的
數(shù)據(jù)加解密的實現(xiàn)方式多種多樣，在mybatis環(huán)境中數(shù)據(jù)加解密變得非常簡單易用，本文主要介紹了mybatis中數(shù)據(jù)加密與解密的實現(xiàn)，文中通過示例代碼介紹的非常詳細，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下
數(shù)據(jù)加解密的實現(xiàn)方式多種多樣，在
mybatis環(huán)境中數(shù)據(jù)加解密變得非常簡單易用，本文旨在提供參考，在生產中應盡可能完成單元測試，開展足夠的覆蓋測試，以驗證可靠性、可用性、安全性。
1、需求
**原始需求：**數(shù)據(jù)在保存時進行加密，取出時解密，避免被拖庫時泄露敏感信息。
**初始分析：**數(shù)據(jù)從前端過來，到達后端，經過業(yè)務邏輯后存入數(shù)據(jù)庫，其中經歷三大環(huán)節(jié)：
1、前端與后端之間傳輸，是否加密，如果需要加密則前端傳輸前就需要加密，暫時可以用HTTPS代替；
2、到達后端，此時數(shù)據(jù)通常需要經過一些邏輯判斷，所以加密沒有意義，反而會帶來不必要的麻煩；
3、入庫，這個是最后環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)經過insert的sql或者update語句入庫，在此前需要加密；
**核心需求：**入庫前最后一步完成數(shù)據(jù)加密，達成的目的是如果數(shù)據(jù)庫被暴露，一定程度上保障數(shù)據(jù)的安全，也可以防止有數(shù)據(jù)操作權限的人將數(shù)據(jù)泄露。
**加密算法：**對稱和非對稱算法均可，考慮加密和解密的效率以及場景，考慮選用對稱算法AES加密。
**ORM環(huán)境：**mybatis
**加密字段：**加密字段不確定，應該在數(shù)據(jù)庫表設計的時候確定敏感字段，即加密字段可定制。
應注意的細節(jié)：
1、某個字段被加密后，其字段的存取性能下降，加密字段越多性能下降就越多，無具體指標；
2、字段被加密后，該字段的索引沒有太大意義，比如對手機號碼字段mobile加密，原先可能設計為唯一索引以防止號碼重復，加密后密文性能下降，比對結果不直觀，沒有大量數(shù)據(jù)驗證，理論上密文也不會相同；
3、一些SQL的比對也無法直接實現(xiàn)，比如手機號碼匹配查詢，在開發(fā)和運維中，就需要考慮后續(xù)工作中敏感字段的可操作性；
4、原字段的長度需要擴充，密文肯定比原文長；
5、不要對主鍵加密（真的，有人會這么做的）；
6、有時，為了減少關聯(lián)查詢，我們會對表做冗余字段，比如將name字段放入業(yè)務表，如果對name字段加密，則需同步對冗余表做加密處理，所以在進行數(shù)據(jù)加密需求時，應進行全局考慮。
最后：數(shù)據(jù)加密用來提高安全性的同時，必然會犧牲整個程序性能和易用性。
2、解決方案
在mybatis的依賴環(huán)境下，至少有兩種自動加密的方式：
1、使用攔截器，對insert和update語句攔截，獲取需加密字段，加密后存入數(shù)據(jù)庫。讀取時攔截query，解密后存入result對象；
2、使用類型轉換器TypeHandler來實現(xiàn)。
3、使用攔截器方式
3.1 定義加密接口
因為mybatis攔截器會攔截所有符合簽名的請求，為了提高效率定義一個標記接口非常重要，既然有接口不如就在接口里加入需要加密的字段信息，當然也可以不加，根據(jù)實際場景來設計。
/**
* @author: xu.dm
* @since: 2022/3/8 16:30
* 該接口用于標記實體類需要加密，具體的加密內容字段通過getEncryptFields返回.
* 注意：getEncryptFields與@Encrypt注解可配合使用也可以互斥使用，根據(jù)具體的需求實現(xiàn)。
**/
public interface Encrypted {
/**
* 實現(xiàn)該接口，返回需要加密的字段名數(shù)組，需與類中字段完全一致，區(qū)分大小寫
* @return 返回需要加密的字段
*/
default String[] getEncryptFields() {
return new String[0];
}
}3.2 定義加密注解
主要為了某些場景，直接在實體類的字段打標記，直觀的說明該字段是加密字段，某些業(yè)務邏輯也可以依賴此標記做進一步操作，一句話，根據(jù)場景來適配和設計。
/**
* @author : xu.dm
* @since : 2022/3/8
* 標識加密的注解,value值暫時沒用，根據(jù)需要可以考慮采用的加密方式與算法等
* 注意：Encrypted接口的getEncryptFields與@Encrypt注解可配合使用也可以互斥使用，根據(jù)具體的需求實現(xiàn)。
*/
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Encrypt {
String value() default "";
}3.3 攔截器加密數(shù)據(jù)
初始攔截器定義是相對單一的場景，利用反射遍歷需加密的字段，對字段的字符加密，也就是待加密字段最好是字符串類型，并且，沒有對父類反射遍歷，如果有繼承情況，并且父類也有需要加密的字段，需根據(jù)場景調整代碼，對父類遞歸，直到根父類。在當前設計中Encrypted接口和@Encrypt只會生效一種，并且以接口優(yōu)先。
/**
* @author: xu.dm
* @since: 2022/3/8
* 攔截所有實現(xiàn)Encrypted接口的實體類insert和update操作
* 如果接口的getEncryptFields返回數(shù)組長度大于0，則使用該參數(shù)進行加密，
* 否則檢查實體類中帶@Encrypt注解，對該標識字段加密，
* 注意：待加密的字段最好是字符串，加密調用的是標識對象的ToString()結果進行加密，
*
**/
@Component
@Slf4j
@Intercepts({
@Signature(method = "update", type = Executor.class, args = {MappedStatement.class, Object.class})
})
public class EncryptionInterceptor implements Interceptor {
public EncryptionInterceptor() {
}
@Override
public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {
Object[] args = invocation.getArgs();
SqlCommandType sqlCommandType = null;
for (Object object : args) {
// 從MappedStatement參數(shù)中獲取到操作類型
if (object instanceof MappedStatement) {
MappedStatement ms = (MappedStatement) object;
sqlCommandType = ms.getSqlCommandType();
log.debug("Encryption interceptor 操作類型： {}", sqlCommandType);
continue;
}
log.debug("Encryption interceptor 操作參數(shù)：{}",object);
// 判斷參數(shù)
if (object instanceof Encrypted) {
if (SqlCommandType.INSERT == sqlCommandType) {
encryptField((Encrypted)object);
continue;
}
if (SqlCommandType.UPDATE == sqlCommandType) {
encryptField((Encrypted)object);
log.debug("Encryption interceptor update operation,encrypt field: {}",object.toString());
}
}
}
return invocation.proceed();
}
/**
* @param object 待檢查的對象
* @throws IllegalAccessException
* 通過查詢注解@Encrypt或者Encrypted返回的字段,進行動態(tài)加密
* 兩種方式互斥
*/
private void encryptField(Encrypted object) throws IllegalAccessException, NoSuchFieldException {
String[] encryptFields = object.getEncryptFields();
String factor = "xu.dm118dAADF!@$";
Class<?> clazz = object.getClass();
if(encryptFields.length==0){
Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
for (Field field : fields) {
field.setAccessible(true);
Encrypt encrypt = field.getAnnotation(Encrypt.class);
if(encrypt!=null) {
String encryptString = AesUtils.encrypt(field.get(object).toString(), factor);
field.set(object,encryptString);
log.debug("Encryption interceptor，encrypt field: {}",field.getName());
}
}
}else {
for (String fieldName : encryptFields) {
Field field = clazz.getDeclaredField(fieldName);
field.setAccessible(true);
String encryptString = AesUtils.encrypt(field.get(object).toString(), factor);
field.set(object,encryptString);
log.debug("Encryption interceptor，encrypt field: {}",field.getName());
}
}
}
@Override
public Object plugin(Object target) {
return Plugin.wrap(target, this);
}
@Override
public void setProperties(Properties properties) {
}
}3.4 攔截器解密數(shù)據(jù)
解密時攔截query方法，只對結果集判斷，結果屬于Encrypted接口或者結果結果集第一條數(shù)據(jù)屬于Encrypted接口則進入解密流程。
解密失敗或者解密方法返回空串后，不會修改原本字段數(shù)據(jù)。
/**
* @author: xu.dm
* @since: 2022/3/9 11:39
* 解密數(shù)據(jù)，返回結果為list集合時，應保證集合里都是同一類型的元素。
* 解密失敗時返回為null，或者返回為空串時，不對原數(shù)據(jù)操作。
**/
@Component
@Slf4j
@Intercepts({
@Signature(type = Executor.class, method = "query", args = {MappedStatement.class, Object.class, RowBounds.class, ResultHandler.class}),
@Signature(type = Executor.class, method = "query", args = {MappedStatement.class, Object.class, RowBounds.class, ResultHandler.class, CacheKey.class, BoundSql.class}),
})
public class DecryptionInterceptor implements Interceptor {
@Override
public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {
Object result = invocation.proceed();
if(result instanceof ArrayList) {
@SuppressWarnings("rawtypes")
ArrayList list = (ArrayList) result;
if(list.size() == 0) {
return result;
}
if(list.get(0) instanceof Encrypted) {
for (Object item : list) {
decryptField((Encrypted) item);
}
}
return result;
}
if(result instanceof Encrypted) {
decryptField((Encrypted) result);
}
return result;
}
@Override
public Object plugin(Object target) {
return Plugin.wrap(target, this);
}
@Override
public void setProperties(Properties properties) {
}
/**
* @param object 待檢查的對象
* @throws IllegalAccessException
* 通過查詢注解@Encrypt或者Encrypted返回的字段,進行解密
* 兩種方式互斥
*/
private void decryptField(Encrypted object) throws IllegalAccessException, NoSuchFieldException {
String[] encryptFields = object.getEncryptFields();
String factor = "xu.dm118dAADF!@$";
Class<?> clazz = object.getClass();
if(encryptFields.length==0){
Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
for (Field field : fields) {
field.setAccessible(true);
Encrypt encrypt = field.getAnnotation(Encrypt.class);
if(encrypt!=null) {
String encryptString = AesUtils.decrypt(field.get(object).toString(), factor);
if(encryptString!=null){
field.set(object,encryptString);
log.debug("Encryption interceptor，encrypt field: {}",field.getName());
}
}
}
}else {
for (String fieldName : encryptFields) {
Field field = clazz.getDeclaredField(fieldName);
field.setAccessible(true);
String encryptString = AesUtils.decrypt(field.get(object).toString(), factor);
if(encryptString!=null && encryptString.length() > 0){
field.set(object,encryptString);
log.debug("Encryption interceptor，encrypt field: {}",field.getName());
}
}
}
}
}3.5 解密工具類
解密工具類可根據(jù)場景進一步優(yōu)化，例如：可考慮解密類實例化后常駐內存，以減少CPU負載。
/**
* @author: xu.dm
* @since: 2018/11/24 22:26
*
*/
public class AesUtils {
private static final String ALGORITHM = "AES/ECB/PKCS5Padding";
public static String encrypt(String content, String key) {
try {
//獲得密碼的字節(jié)數(shù)組
byte[] raw = key.getBytes();
//根據(jù)密碼生成AES密鑰
SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(raw, "AES");
//根據(jù)指定算法ALGORITHM自成密碼器
Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
//初始化密碼器，第一個參數(shù)為加密(ENCRYPT_MODE)或者解密(DECRYPT_MODE)操作，第二個參數(shù)為生成的AES密鑰
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keySpec);
//獲取加密內容的字節(jié)數(shù)組(設置為utf-8)不然內容中如果有中文和英文混合中文就會解密為亂碼
byte [] contentBytes = content.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
//密碼器加密數(shù)據(jù)
byte [] encodeContent = cipher.doFinal(contentBytes);
//將加密后的數(shù)據(jù)轉換為字符串返回
return Base64.encodeBase64String(encodeContent);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
throw new RuntimeException("AesUtils加密失敗");
}
}
public static String decrypt(String encryptStr, String decryptKey) {
try {
//獲得密碼的字節(jié)數(shù)組
byte[] raw = decryptKey.getBytes();
//根據(jù)密碼生成AES密鑰
SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(raw, "AES");
//根據(jù)指定算法ALGORITHM自成密碼器
Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
//初始化密碼器，第一個參數(shù)為加密(ENCRYPT_MODE)或者解密(DECRYPT_MODE)操作，第二個參數(shù)為生成的AES密鑰
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, keySpec);
//把密文字符串轉回密文字節(jié)數(shù)組
byte [] encodeContent = Base64.decodeBase64(encryptStr);
//密碼器解密數(shù)據(jù)
byte [] byteContent = cipher.doFinal(encodeContent);
//將解密后的數(shù)據(jù)轉換為字符串返回
return new String(byteContent, StandardCharsets.UTF_8);
} catch (Exception e) {
// e.printStackTrace();
// 解密失敗暫時返回null，可以拋出runtime異常
return null;
}
}
}3.6 實體類樣例
/**
* (SysUser)實體類
*
* @author xu.dm
* @since 2020-05-02 09:34:53
*/
@EqualsAndHashCode(callSuper = true)
@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
@ToString(exclude = {"password","username"},callSuper = true)
public class SysUser extends BaseDO implements Serializable, Encrypted {
private static final long serialVersionUID = 100317866935565576L;
/**
* ID 轉換成字符串給前端，否則js會出現(xiàn)精度問題
* 對于前后臺傳參Long類型64位而言,當前端超過53位后會丟失精度,超過的部分會以00的形式展示.
* 可以使用 @JsonSerialize(using = ToStringSerializer.class)
*/
@JsonSerialize(using = ToStringSerializer.class)
private Long id;
/**
* 手機號碼
*/
@Encrypt
private String mobile;
/**
* 用戶登錄名稱
*/
private String username;
private String name;
/**
* 密碼
*/
@JsonIgnore
private String password;
/**
* email
*/
private String email;
@Override
public String[] getEncryptFields() {
return new String[]{"mobile","name"};
}
}4、使用類型轉換器
在mybatis中使用類型轉換器，本質上就是就自定義一個類型（本質就是一個類），通過mybatis提供的TypeHandler接口擴展，對數(shù)據(jù)類型轉換，在這個過程中加入加密和解密業(yè)務邏輯實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲和查詢的加解密功能。
4.1 定義加密類型
這個類型就直接理解成類似java.lang.String。如果對加密的方式有多種需求，可擴N種EncryptType類型。
/**
* @author: xu.dm
* @since: 2022/3/9 16:54
* 自定義類型，用于在mybatis中表示加密類型
* 需要加密的字段使用EncryptType聲明
**/
public class EncryptType {
private String value;
public EncryptType() {
}
public EncryptType(String value) {
this.value = value;
}
public String getValue() {
return value;
}
public void setValue(String value) {
this.value = value;
}
@Override
public String toString() {
return value;
}
}4.2 定義類型轉換處理器
AesUtils工具類見上文描述。
轉換器繼承自mybatis的BaseTypeHandler，重寫值設置和值獲取的方法，在其過程中加入加密和解密邏輯。
/**
* @author: xu.dm
* @since: 2022/3/9 16:21
* 類型轉換器，處理EncryptType類型，用于數(shù)據(jù)加解密
**/
@MappedJdbcTypes(JdbcType.VARCHAR)
@MappedTypes(EncryptType.class)
public class EncryptTypeHandler extends BaseTypeHandler<EncryptType> {
private String factor = "xu.dm118dAADF!@$";
@Override
public void setNonNullParameter(PreparedStatement ps, int i, EncryptType parameter, JdbcType jdbcType) throws SQLException {
if (parameter == null || parameter.getValue() == null) {
ps.setString(i, null);
return;
}
String encrypt = AesUtils.encrypt(parameter.getValue(),factor);
ps.setString(i, encrypt);
}
@Override
public EncryptType getNullableResult(ResultSet rs, String columnName) throws SQLException {
String decrypt = AesUtils.decrypt(rs.getString(columnName), factor);
if(decrypt==null || decrypt.length()==0){
decrypt = rs.getString(columnName);
}
return new EncryptType(decrypt);
}
@Override
public EncryptType getNullableResult(ResultSet rs, int columnIndex) throws SQLException {
String decrypt = AesUtils.decrypt(rs.getString(columnIndex), factor);
if(decrypt==null || decrypt.length()==0){
decrypt = rs.getString(columnIndex);
}
return new EncryptType(decrypt);
}
@Override
public EncryptType getNullableResult(CallableStatement cs, int columnIndex) throws SQLException {
String decrypt = AesUtils.decrypt(cs.getString(columnIndex), factor);
if(decrypt==null || decrypt.length()==0){
decrypt = cs.getString(columnIndex);
}
return new EncryptType(decrypt);
}
}4.3 配置類型轉換器的包路徑
這個配置是可選的，因為可以在mapper的映射xml文件中指定。
mybatis: #xml映射版才需要配置，純注解版本不需要 mapper-locations: classpath*:mapper/*.xml #多模塊指定sql映射文件的位置，需要在classpath后面多加一個星號 type-handlers-package: com.wood.encryption.handler
4.4 測試用的實體類
截取了部分代碼，關注代碼中使用EncryptType類型的字段name和mobile。
/**
* (TestUser)實體類
*
* @author xu.dm
* @since 2022-03-10 11:31:54
*/
@Data
public class TestUser extends BaseDO implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = -53491943096074862L;
/**
* ID
*/
private Long id;
/**
* 手機號碼
*/
private EncryptType mobile;
/**
* 用戶登錄名稱
*/
private String username;
/**
* 用戶名或昵稱
*/
private EncryptType name;
/**
* 密碼
*/
private String password;
/**
* email
*/
private String email;
... ...
}4.5 mapper接口文件
這個類沒有本質的變化，截取了部分代碼，注意EncryptType類型的使用。
/**
* (TestUser)表數(shù)據(jù)庫訪問層
*
* @author xu.dm
* @since 2022-03-10 11:31:54
*/
public interface TestUserDao {
/**
* 查詢手機號碼，通過主鍵
*
* @param id 主鍵
* @return 手機號碼
*/
EncryptType queryMobileById(Long id);
/**
* 通過手機號碼查詢單條數(shù)據(jù)
*
* @param mobile 手機號碼
* @return 實例對象
*/
List<TestUser> queryByMobile(EncryptType mobile);
/**
* 通過ID查詢單條數(shù)據(jù)
*
* @param id 主鍵
* @return 實例對象
*/
TestUser queryById(Long id);
/**
* 查詢所有數(shù)據(jù)，根據(jù)入?yún)?，決定是否模糊查詢
*
* @param testUser 查詢條件
*
* @return 對象列表
*/
List<TestUser> queryByBlurry(TestUser testUser);
/**
* 統(tǒng)計總行數(shù)
*
* @param testUser 查詢條件
* @return 總行數(shù)
*/
long count(TestUser testUser);
/**
* 新增數(shù)據(jù)
*
* @param testUser 實例對象
* @return 影響行數(shù)
*/
int insert(TestUser testUser);
/**
* 修改數(shù)據(jù)
*
* @param testUser 實例對象
* @return 影響行數(shù)
*/
int update(TestUser testUser);
}4.6 mapper映射文件
沒有本質變化，截取了部分代碼，注意EncryptType類型的使用。
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE mapper PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN" "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">
<mapper namespace="com.wood.system.dao.TestUserDao">
<resultMap type="com.wood.system.entity.TestUser" id="TestUserMap">
<result property="id" column="id" jdbcType="INTEGER"/>
<result property="mobile" column="mobile" jdbcType="VARCHAR"/>
<result property="username" column="username" jdbcType="VARCHAR"/>
<result property="name" column="name" jdbcType="VARCHAR"/>
<result property="password" column="password" jdbcType="VARCHAR"/>
<result property="email" column="email" jdbcType="VARCHAR"/>
<result property="state" column="state" jdbcType="VARCHAR"/>
<result property="level" column="level" jdbcType="VARCHAR"/>
<result property="companyId" column="company_id" jdbcType="INTEGER"/>
<result property="deptId" column="dept_id" jdbcType="INTEGER"/>
<result property="createTime" column="create_time" jdbcType="TIMESTAMP"/>
<result property="updateTime" column="update_time" jdbcType="TIMESTAMP"/>
</resultMap>
<!--查詢單個-->
<select id="queryById" resultMap="TestUserMap">
select
id, mobile, username, name, password, email, state, level, company_id, dept_id, create_time, update_time
from test_user
where id = #{id}
</select>
<!--查詢指定行數(shù)據(jù)-->
<select id="queryByBlurry" resultMap="TestUserMap">
select
id, mobile, username, name, password, email, state, level, company_id, dept_id, create_time, update_time
from test_user
<where>
<if test="id != null">
and id = #{id}
</if>
<if test="mobile != null and mobile != ''">
and mobile = #{mobile}
</if>
<if test="username != null and username != ''">
and username = #{username}
</if>
<if test="name != null and name != ''">
and name = #{name}
</if>
... ...
</where>
</select>
<select id="queryMobileById" resultType="com.wood.encryption.type.EncryptType">
select mobile from test_user where id = #{id}
</select>
<select id="queryByMobile" resultType="com.wood.system.entity.TestUser">
select * from test_user where mobile = #{mobile}
</select>
<!--新增所有列-->
<insert id="insert" keyProperty="id" useGeneratedKeys="false">
insert into test_user(id, mobile, username, name, password, email, state, level, company_id, dept_id, create_time, update_time)
values (#{id}, #{mobile}, #{username}, #{name}, #{password}, #{email}, #{state}, #{level}, #{companyId}, #{deptId}, #{createTime}, #{updateTime})
</insert>
<!--通過主鍵修改數(shù)據(jù)-->
<update id="update">
update test_user
<set>
<if test="mobile != null and mobile != ''">
mobile = #{mobile},
</if>
<if test="username != null and username != ''">
username = #{username},
</if>
<if test="name != null and name != ''">
name = #{name},
</if>
<if test="email != null and email != ''">
email = #{email},
</if>
<if test="state != null and state != ''">
state = #{state},
</if>
<if test="level != null and level != ''">
level = #{level},
</if>
<if test="companyId != null">
company_id = #{companyId},
</if>
<if test="deptId != null">
dept_id = #{deptId},
</if>
<if test="updateTime != null">
update_time = #{updateTime},
</if>
</set>
where id = #{id}
</update>
</mapper>到此這篇關于mybatis中數(shù)據(jù)加密與解密的實現(xiàn)的文章就介紹到這了,更多相關mybatis數(shù)據(jù)加密與解密內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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