為什么要加密?

現(xiàn)在的開發(fā)習慣，無論是公司的項目還是個人的項目，都會選擇將源碼上傳到 Git 服務器(GitHub、Gitee 或是自建服務器)，但只要將源碼提交到公網(wǎng)服務器就會存在源碼泄漏的風險，而數(shù)據(jù)庫配置信息作為源碼的一部分，一旦出現(xiàn)源碼泄漏，那么數(shù)據(jù)庫中的所有數(shù)據(jù)都會公之于眾，其產(chǎn)生的不良后果無法預期(比如某某酒店的信息)。

于是為了避免這種問題的產(chǎn)生，我們至少要對數(shù)據(jù)庫的密碼進行加密操作，這樣即使得到了源碼，也不會造成數(shù)據(jù)的泄露，也算保住了最后一塊遮羞布。

如何加密?

對于 Java 項目來說，要想快速實現(xiàn)數(shù)據(jù)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(xiàn)加密。

什么是Druid?

Druid(中文譯為“德魯伊”)是阿里巴巴開源的一款 Java 語言中最好的數(shù)據(jù)庫連接池。Druid 提供了強大的監(jiān)控和擴展功能，當然也包含了數(shù)據(jù)庫的加密功能。

Druid 開源地址：https://github.com/alibaba/druid/

Druid可以做什么?

1. Druid 可以監(jiān)控數(shù)據(jù)庫訪問性能，Druid 內(nèi)置提供了一個功能強大的 StatFilter 插件，能夠詳細統(tǒng)計 SQL 的執(zhí)行性能，這對于線上分析數(shù)據(jù)庫訪問性能有幫助。
2. 替換數(shù)據(jù)庫連接池 DBCP 和 C3P0，Druid 提供了一個高效、功能強大、可擴展性好的數(shù)據(jù)庫連接池。
3. 數(shù)據(jù)庫密碼加密，直接把數(shù)據(jù)庫密碼寫在配置文件中，這是不好的行為，容易導致安全問題。DruidDruiver 和 DruidDataSource 都支持 PasswordCallback。
4. SQL 執(zhí)行日志，Druid 提供了不同的 LogFilter，能夠支持 Common-Logging、Log4j 和 JdkLog，你可以按需要選擇相應的 LogFilter，監(jiān)控你應用的數(shù)據(jù)庫訪問情況。
5. 擴展 JDBC，如果你要對 JDBC 層有編程的需求，可以通過 Druid 提供的 Filter-Chain 機制，很方便編寫 JDBC 層的擴展插件。

對于本文來說，我們重點來看它的第 3 個特性，也就是使用 Druid 來實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫密碼加密。

加密執(zhí)行流程

在沒有進行密碼加密之前，項目的交互流程是這樣的：

在使用了密碼加密之后，項目的交互流程就變成了這樣：

使用Druid實現(xiàn)加密

本示例運行環(huán)境：

Spring Boot 2.4.3  
 
MySQL 5.7  
 
Java 1.8  
 
Idea 2020.1.3 

 1.添加Druid依賴

Maven 項目：

<dependency> 
   <groupId>com.alibaba</groupId> 
   <artifactId>druid-spring-boot-starter</artifactId> 
   <version>1.2.5</version> 
</dependency> 

Gradle 項目：

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

2.生成密文

Druid 添加完成之后就可以借助 Druid 中提供的 ConfigTools 類來加密密碼了，實現(xiàn)代碼如下：

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：這里要改為你自己的密碼】 
        // 調(diào)用 druid 生成私鑰、公鑰、密文 
        ConfigTools.main(new String[]{password}); 
    } 
} 

以上代碼執(zhí)行的結(jié)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(jié)果可以看出，使用 ConfigTools 類會生成 3 部分的內(nèi)容：

1. privateKey：私鑰，暫時不會用到，用于密碼的加密;
2. publicKey：公鑰，用于密碼的解密;
3. password：加密之后的密碼。

• PS：要實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的加密，主要使用的是 publicKey(公鑰)和 password(密文)，這就把明文轉(zhuǎn)換成密文了。

3.添加配置

完成了以上操作之后，只需要將上一步生成的公鑰和密文添加到項目的配置文件 application.yml(或application.xml)中就實現(xiàn)了加密操作了，具體配置信息如下：

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：

這里提供一個原始的配置文件，以便和加密后的配置文件進行比對：

4.注意事項-插著鑰匙的鎖

經(jīng)過前面 3 步的配置之后，我們的程序就可以正常運行了，但這遠沒有結(jié)束!

在第 3 步配置時，我們將密文和公鑰都寫入配置文件，這就會造成當有人拿到密文和公鑰之后，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保存起來，每次在項目啟動時動態(tài)的將公鑰設置到項目中，這樣就可以有效的保證密碼的安全了。

正確的配置文件

接下來我們將 Spring Boot 的公鑰設置為配置項，在項目運行時再替換為具體的值，最終的安全配置信息如下：

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，這就相當于使用占位符先把坑給占上，等項目啟動時再更換上具體的值。

• PS：“spring.datasource.druid.publickey”并非是固定不可變的 key，此 key 值用戶可自行定義。

開發(fā)環(huán)境替換公鑰

開發(fā)環(huán)境只需要在 Idea 的啟動參數(shù)中配置公鑰的值即可，如下圖所示：

當我們輸入正確的公鑰值時程序可以正常運行，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：

生產(chǎn)環(huán)境替換公鑰

生產(chǎn)環(huán)境在啟動 jar 包時只需要動態(tài)設置公鑰的值即可，參考以下命令：

java -jar xxx.jar --spring.datasource.druid.publickey=你的公鑰 

Druid運行原理經(jīng)過上述步驟之后，我們就完成 MySQL 密碼的加密了，這樣當 Spring Boot 項目啟動時，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項目使用，當然這一切都無需人工干預(無需編寫任何代碼)，Druid 已經(jīng)幫我封裝好了，我們只需要通過以上配置即可。

什么?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(jīng)提供了相應實現(xiàn)，代碼如下：

// 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(jié)果：" + result); 

 總結(jié)

本文我們使用阿里巴巴開源的 Druid 實現(xiàn)了 MySQL 的密碼加密，Druid 的加密過程非常方便，無需編寫任何代碼，只需要添加 Druid 依賴，再通過 Druid 的工具類生成密文，最后將密文配置到 application.yml 文件即可。項目在運行時會通過攔截器將密文轉(zhuǎn)換成真正的密碼，從而實現(xiàn)了 MySQL 密碼的加密和解碼的過程。