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阿里巴巴Druid,輕鬆實現MySQL資料庫連線加密!

## 為什麼要加密? 現在的開發習慣,無論是公司的專案還是個人的專案,都會選擇將原始碼上傳到 Git 伺服器(GitHub、Gitee 或是自建伺服器),但只要**將原始碼提交到公網伺服器就會存在原始碼洩漏的風險**,而資料庫配置資訊作為原始碼的一部分,一旦出現原始碼洩漏,那麼資料庫中的所有資料都會公之於眾,其產生的不良後果無法預期(比如某某酒店的資訊)。 於是**為了避免這種問題的產生,我們至少要對資料庫的密碼進行加密操作**,這樣即使得到了原始碼,也不會造成資料的洩露,也算保住了最後一塊遮羞布。 ## 如何加密? 對於 Java 專案來說,要想快速實現資料庫的加密,**最簡單可行的方案就是使用阿里巴巴提供的 Druid 來實現加密**。 #### 什麼是Druid? Druid(中文譯為“德魯伊”)是阿里巴巴開源的一款 Java 語言中最好的資料庫連線池。Druid 提供了強大的監控和擴充套件功能,當然也包含了資料庫的加密功能。 Druid 開源地址:[https://github.com/alibaba/druid/](https://github.com/alibaba/druid/) #### Druid可以做什麼? 1. Druid 可以監控資料庫訪問效能,Druid 內建提供了一個功能強大的 StatFilter 外掛,能夠詳細統計 SQL 的執行效能,這對於線上分析資料庫訪問效能有幫助。   1. 替換資料庫連線池 DBCP 和 C3P0,Druid 提供了一個高效、功能強大、可擴充套件性好的資料庫連線池。   1. 資料庫密碼加密,直接把資料庫密碼寫在配置檔案中,這是不好的行為,容易導致安全問題。DruidDruiver 和 DruidDataSource 都支援 PasswordCallback。   1. SQL 執行日誌,Druid 提供了不同的 LogFilter,能夠支援 Common-Logging、Log4j 和 JdkLog,你可以按需要選擇相應的 LogFilter,監控你應用的資料庫訪問情況。   1. 擴充套件 JDBC,如果你要對 JDBC 層有程式設計的需求,可以通過 Druid 提供的 Filter-Chain 機制,很方便編寫 JDBC 層的擴充套件外掛。 對於本文來說,我們重點來看它的第 3 個特性,也就是使用 Druid 來實現資料庫密碼加密。 ## 加密執行流程 在沒有進行密碼加密之前,專案的互動流程是這樣的: ![image.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2021/png/92791/1614589542046-9cae3b9a-c514-4d43-945a-406de98418c6.png#align=left&display=inline&height=145&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=image.png&originHeight=290&originWidth=888&size=29807&status=done&style=none&width=444) 在使用了密碼加密之後,專案的互動流程就變成了這樣: ![image.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2021/png/92791/1614587616737-76dc5e08-a773-4437-a854-120798103661.png#align=left&display=inline&height=276&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=image.png&originHeight=551&originWidth=977&size=48429&status=done&style=none&width=488.5) ## 使用Druid實現加密 本示例執行環境: > Spring Boot 2.4.3 > > MySQL 5.7 > > Java 1.8 > > Idea 2020.1.3 ### 1.新增Druid依賴 Maven 專案: ```xml com.alibaba druid-spring-boot-starter 1.2.5 ``` Gradle 專案: ```xml compile 'com.alibaba:druid-spring-boot-starter:1.2.5' ``` 獲取 Druid 最新版本:[https://mvnrepository.com/artifact/com.alibaba/druid-spring-boot-starter](https://mvnrepository.com/artifact/com.alibaba/druid-spring-boot-starter) ### 2.生成密文 Druid 新增完成之後就可以藉助 Druid 中提供的 `ConfigTools` 類來加密密碼了,實現程式碼如下: ```java import com.alibaba.druid.filter.config.ConfigTools; class MyTests { public static void main(String[] args) throws Exception { // 需要加密的明文命名 String password = "youPassword"; // 【注意:這裡要改為你自己的密碼】 // 呼叫 druid 生成私鑰、公鑰、密文 ConfigTools.main(new String[]{password}); } } ``` 以上程式碼執行的結果如下: >
privateKey:MIIBUwIBADANBgkqhkiG9w0BAQEFAASCAT0wggE5AgEAAkEApOjcMWSDzJiKVGmtcBBoQPtM9tVW2H2cnS6xZK7NrbzQXYWLQD2zefIrrx9vMvqRIHEqkmAHTuUcUXHgCxu0cwIDAQABAkAlqo5ItdWo0Jqf5zdXJlg5p2yP4HCiqCYyfKzF+2s9KEmgWZJWTctZDsgQ0iYUohORR59I+J4nabhel1x5/INpAiEA6jwSyFqMUPOh1XlrzNFek+RthOQ5n4+ALPo+vULayO0CIQC0O7JM9sIq+tg+jCGv+ypk6vbuRKY9m5W2rSRXapGm3wIgRHul3jAjIDPrF/f1HaAFL+Y0Yws7Ebyp8/yCRWF7iA0CIALbe20q8FMcHPeI4zPWCIsHCpkmb3hEkjAOOKhGIT8DAiAqiUuz92NqKeyjmOfons1ka65EzVwA3NDhZ6+IQcnuig== >
publicKey:MFwwDQYJKoZIhvcNAQEBBQADSwAwSAJBAKTo3DFkg8yYilRprXAQaED7TPbVVth9nJ0usWSuza280F2Fi0A9s3nyK68fbzL6kSBxKpJgB07lHFFx4AsbtHMCAwEAAQ== > password:IMgKm27bOHok3/+5aDL4jGBoVVZkpicbbM6pIXQppi3dI7h3jngSAqhqwqYnfuYpyVJ0k++q9xWWnHtd6sAWnQ== 從上述結果可以看出,使用 `ConfigTools` 類會生成 3 部分的內容: 1. privateKey:私鑰,暫時不會用到,用於密碼的加密; 1. publicKey:公鑰,用於密碼的解密; 1. password:加密之後的密碼。 >
PS:要實現資料庫的加密,主要使用的是 publicKey(公鑰)和 password(密文),這就把明文轉換成密文了。 ### 3.新增配置 完成了以上操作之後,只需要將上一步生成的**公鑰**和**密文**新增到專案的配置檔案 application.yml(或application.xml)中就實現了加密操作了,具體配置資訊如下: ```xml spring: # MySQL 配置 datasource: driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource druid: url: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/testdb?serverTimezone=Asia/Shanghai&characterEncoding=UTF-8&useSSL=false username: root password: IMgKm27bOHok3/+5aDL4jGBoVVZkpicbbM6pIXQppi3dI7h3jngSAqhqwqYnfuYpyVJ0k++q9xWWnHtd6sAWnQ== # encrypt config filters: config connect-properties: config.decrypt: true config.decrypt.key: MFwwDQYJKoZIhvcNAQEBBQADSwAwSAJBAKTo3DFkg8yYilRprXAQaED7TPbVVth9nJ0usWSuza280F2Fi0A9s3nyK68fbzL6kSBxKpJgB07lHFFx4AsbtHMCAwEAAQ== ``` 其中 password 對應的是上一步生成的 password(密文),而 config.decrypt.key 對應的是上一步生成的 publicKey(公鑰),如下圖所示: ![image.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2021/png/92791/1614591148052-e554f420-4fc1-4951-aca4-2e9383e2ef2d.png#align=left&display=inline&height=293&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=image.png&originHeight=586&originWidth=1741&size=157953&status=done&style=none&width=870.5) 這裡提供一個原始的配置檔案,以便和加密後的配置檔案進行比對: ![image.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2021/png/92791/1614592253450-ae1aba93-1bd8-4fe9-9f46-1f6820872bef.png#align=left&display=inline&height=149&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=image.png&originHeight=298&originWidth=1063&size=52755&status=done&style=none&width=531.5) ### 4.注意事項-插著鑰匙的鎖 經過前面 3 步的配置之後,我們的程式就可以正常運行了,但這遠沒有結束! 在第 3 步配置時,我們將密文和公鑰都寫入配置檔案,這就會造成**當有人拿到密文和公鑰之後,就可以使用 Druid 將加密的密碼還原出來了**,這就好比一把插著鑰匙的鎖是極不安全的。 因此我們**正確的使用姿勢:是將公鑰找一個安全的地方儲存起來,每次在專案啟動時動態的將公鑰設定到專案中**,這樣就可以有效的保證密碼的安全了。 #### 正確的配置檔案 接下來我們將 Spring Boot 的公鑰設定為配置項,在專案執行時再替換為具體的值,最終的安全配置資訊如下: ```xml spring: # MySQL 配置 datasource: driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource druid: url: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/testdb?serverTimezone=Asia/Shanghai&characterEncoding=UTF-8&useSSL=false username: root password: IMgKm27bOHok3/+5aDL4jGBoVVZkpicbbM6pIXQppi3dI7h3jngSAqhqwqYnfuYpyVJ0k++q9xWWnHtd6sAWnQ== # encrypt config filters: config connect-properties: config.decrypt: true config.decrypt.key: ${spring.datasource.druid.publickey} ``` 可以看出公鑰被修改成“${spring.datasource.druid.publickey}”了,這就相當於使用佔位符先把坑給占上,等專案啟動時再更換上具體的值。 > PS:“spring.datasource.druid.publickey”並非是固定不可變的 key,此 key 值使用者可自行定義。 #### 開發環境替換公鑰 開發環境只需要在 Idea 的啟動引數中配置公鑰的值即可,如下圖所示: ![image.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2021/png/92791/1614606760000-3c26def6-dc40-4a5d-a283-d72432138234.png#align=left&display=inline&height=296&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=image.png&originHeight=591&originWidth=1274&size=60852&status=done&style=none&width=637) 當我們輸入正確的公鑰值時程式可以正常執行,當輸入一個錯誤的公鑰值時就會提示解碼失敗,如下圖所示: ![image.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2021/png/92791/1614582003747-eadaa583-831a-4928-87af-8056a413946c.png#align=left&display=inline&height=213&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=image.png&originHeight=425&originWidth=1812&size=137631&status=done&style=none&width=906) #### 生產環境替換公鑰 生產環境在啟動 jar 包時只需要動態設定公鑰的值即可,參考以下命令: > java -jar xxx.jar --spring.datasource.druid.publickey=你的公鑰 ## Druid執行原理 經過上述步驟之後,我們就完成 MySQL 密碼的加密了,這樣當 Spring Boot 專案啟動時,**Druid 的攔截器會使用密文和公鑰將密碼還原成真實的密碼以供專案使用**,當然這一切都無需人工干預(無需編寫任何程式碼),Druid 已經幫我封裝好了,我們只需要通過以上配置即可。 什麼?你想知道 Druid 是如何通過密文和公鑰還原出真實的密碼的? 沒問題,滿足你,其實 `ConfigTools` 類中已經提供了相應實現,程式碼如下: ```java // 密文 String password = "VwH1mu2IUpqjfKTd+gSikiZgJTi+3Y5zFIFRfxYnH1UqHzm1K8TIHnMaV3TErBaGsVEaGV0e63pb0Ys3Wdm7Kg=="; // 公鑰 String publicKey = "MFwwDQYJKoZIhvcNAQEBBQADSwAwSAJBALWIEp19IM04sB+vQXnEOH9gFNFdL5TFGSEhORgHj4MnfTfBSNaOoSgCaM8BOpjiHmwuEb7LpvmXI1x/ymUvNzECAwEAAQ=="; // 還原成真實的密碼 String result = ConfigTools.decrypt(publicKey, password); System.out.println("最終結果:" + result); ``` ## 總結 本文我們使用阿里巴巴開源的 Druid 實現了 MySQL 的密碼加密,Druid 的加密過程非常方便,無需編寫任何程式碼,只需要新增 Druid 依賴,再通過 Druid 的工具類生成密文,最後將密文配置到 application.yml 檔案即可。專案在執行時會通過攔截器將密文轉換成真正的密碼,從而實現了 MySQL 密碼的加密和解碼的過程。 #### 最後 原創不易,如果覺得本文對你有幫助,請點個贊再走唄。 > 關注公眾號「Java中文社群」檢視更多 Druid