Java安全

Java 应用安全

JCE（Java Cryptography Extension）java加密扩展包

Java Cryptography Extension（JCE）是一个可选的Java标准扩展，提供了一组用于加密、密钥生成和密钥协商等功能的类和接口。JCE包含了导入、生成和使用各种加密算法所需要的工具和机制，包括数字签名、消息摘要、对称加密、非对称加密、密钥生成和协商等。

在Java中，JCE扩展可以扩展并强化JDK的加密功能，允许Java应用程序更轻松地实现各种加密和安全功能。JCE还提供了一系列的加密算法和协议，包括DES、AES、RSA、Diffie-Hellman、SHA、MD5等。

JCE扩展可以应用于各种Java应用程序中，例如网络安全、数据存储、电子商务、数字证书、电子邮件等。使用JCE扩展可以有效地保护数据，防止黑客攻击和数据泄露。

Java中的JCE扩展可以通过在代码中导入对应的JCE类和接口，然后使用这些类和接口实现各种加密和安全功能。例如，可以使用JCE的Cipher类进行对称加密和解密，使用JCE的KeyPairGenerator类生成RSA公钥和私钥，等等。

The Java Cryptography Extension (JCE) is a set of APIs that provide cryptographic services such as encryption, decryption, digital signatures, and message authentication codes (MACs) to Java applications. The JCE allows Java developers to write secure applications by providing a framework for implementing cryptographic algorithms and protocols.

The JCE is included in the Java Development Kit (JDK) and Java Runtime Environment (JRE) starting from Java 1.4. It supports a wide range of cryptographic algorithms, including symmetric key algorithms like AES, DES, and Blowfish, and asymmetric key algorithms like RSA and DSA. It also supports hash functions like SHA-1 and SHA-256, and MAC algorithms like HMAC.

To use the JCE in a Java application, developers need to import the relevant classes and interfaces from the javax.crypto package. They can then use these classes and interfaces to perform cryptographic operations like encryption and decryption.

Overall, the JCE is an important part of the Java platform that enables developers to write secure applications that protect sensitive data and communications.

主要功能

• 加密
• 安全密钥交换
• 安全信息摘要
• 提供另一种密钥管理系统

JSSE 安全套接字扩展包

JSSE（Java Secure Socket Extension）是Java的另一个可选安全扩展，为Java应用程序提供了一组API，用于保护网络通信和数据传输。JSSE扩展包括SSL（Secure Sockets Layer）和TLS（Transport Layer Security）协议的实现，可以保护TCP/IP通信，防止黑客攻击和数据截获。

在Java中使用JSSE扩展可以实现各种安全功能，如加密通信、数字证书验证、双向身份认证等。JSSE扩展提供了一系列的类和接口，包括SSLSocket、SSLServerSocket、KeyStore、TrustManager、KeyManager等。

在Java应用程序中，可以通过导入对应的JSSE类和接口，然后使用这些类和接口实现安全通信和数据传输。例如，在需要加密通信的时候，可以使用JSSE的SSLSocket类和SSLServerSocket类来保护数据的传输。在需要双向身份认证的时候，可以使用JSSE的KeyStore类和TrustManager类来验证数字证书的有效性。

JSSE扩展在Java中的应用十分广泛，例如在Web服务器、电子邮件服务器、网络安全检测工具等应用程序中都有使用。JSSE还可以与JCE扩展和其他Java安全工具组合使用，从而实现更加丰富和复杂的安全功能。

The Java Secure Socket Extension (JSSE) is a set of APIs that provide secure communication over the internet using the Secure Sockets Layer (SSL) and Transport Layer Security (TLS) protocols. The JSSE is included in the Java Development Kit (JDK) and Java Runtime Environment (JRE) starting from Java 1.4.
The JSSE provides a framework for implementing SSL/TLS protocols in Java applications, allowing developers to create secure client-server connections over the internet. It supports a wide range of cryptographic algorithms, including symmetric key algorithms like AES, DES, and Blowfish, and asymmetric key algorithms like RSA and DSA. It also supports hash functions like SHA-1 and SHA-256.
To use the JSSE in a Java application, developers need to import the relevant classes and interfaces from the javax.net.ssl package. They can then use these classes and interfaces to create SSL/TLS connections, configure SSL/TLS parameters, and perform other SSL/TLS-related tasks.
Overall, the JSSE is an important part of the Java platform that enables developers to create secure client-server connections over the internet, protecting sensitive data and communications.

主要功能使用说明

提供了SSL的加密功能，如果需要和SSL的客户端和服务器通信的话可以使用此API

如果在服务器和客户端中都要增加加密功能，则可以使用JCE和JSSE组合使用

JAVA鉴别和授权服务JAAS

JAAS（Java Authentication and Authorization Service）是Java平台的一个安全框架，它提供了一组API，用于进行身份鉴别和授权管理。JAAS将身份鉴别和授权管理过程从应用程序中分离出来，使得这些功能可以被不同的应用程序共享和重用，在更高层次上提高了应用程序的安全性。

JAAS提供了一种通用的架构，便于开发者通过配置文件选择具体的身份认证和授权策略，例如基于用户名-密码认证、数字证书认证、Kerberos认证等。开发者可以编写不同的LoginModules来支持不同的身份认证方式，同时可以定义自己的Subject和Principal。通过使用JAAS，开发者可以灵活地选择和配置身份认证和授权方式，并通过回调函数自定义处理逻辑。

在Java应用程序中，可以通过使用JAAS实现各种安全功能。例如，可以使用JAAS的LoginContext和LoginModule API来实现用户的身份认证。在用户成功认证后，可以使用JAAS的Subject API和Principal API管理用户授权，限制用户只能执行特定操作。JAAS还提供了CallbackHandler API，使得开发者可以在需要用户交互的时候请求输入信息，例如用户密码、数字证书等。

总之，JAAS是Java平台的一个安全框架，它可以提供身份认证和授权管理的通用架构，支持开发者通过配置文件和自定义编码实现身份认证和授权管理。JAAS可以方便地集成到各种Java应用程序中，并提供了强大的API和回调函数，可以实现高度定制的安全功能。

Java Authentication and Authorization Service (JAAS) is a set of APIs that provide a framework for authentication and authorization in Java applications. The JAAS is included in the Java Development Kit (JDK) and Java Runtime Environment (JRE) starting from Java 1.4.

The JAAS provides a pluggable authentication and authorization framework for Java applications, allowing developers to authenticate and authorize users based on their identities and roles. It supports various authentication mechanisms, including username/password, smart cards, and digital certificates. It also supports various authorization models, including role-based access control and permission-based access control.

To use the JAAS in a Java application, developers need to import the relevant classes and interfaces from the javax.security.auth package. They can then use these classes and interfaces to authenticate users, authorize access to resources, and perform other authentication and authorization-related tasks.

Overall, the JAAS is an important part of the Java platform that enables developers to create secure and scalable Java applications with robust authentication and authorization capabilities.

主要功能说明

JAAS可以在java平台上提供用户身份鉴别。在java平台上，其功能是独一无二的。

java的安全设计核心功能都是保证终端用户不受开发者的影响，

由于终端用户为了使用开发者提供的程序，不得不满足其对本地资源的存取要求，这就要求保证用户不受程序的影响。

JAAS允许开发者根据用户提供的鉴别信任状准许或拒绝用户对程序的访问

关于出口限制

弄清楚本地的一些限制，说明有关政策对于软件的限制。

法国

根据法国法律，超过150位长的密钥（包括对称密钥和非对称密钥）和未经批准的加密算法都需要得到法国政府的批准才能在法国境内使用，生产，进口和出口。如果一个加密软件使用的密钥长度超过了限制或者使用未经批准的加密算法，那么将被视为在法国未经授权使用加密软件，这是非法的。

因此，未经批准进口超过150位长度的密钥和未经授权使用加密软件是非法的。在法国从事数据加密的相关业务或应用，需要遵守法国的规定，必须向法国管理部门申请相关的许可证和批准，以确保在法国合法使用加密工具和技术。

国际

不同国家和地区的政策和法律不同，其对于加密算法的进出口都有相关规定和限制。一些国家和地区的政策简要介绍如下：

美国：美国的加密出口法案（Export Administration Regulations）规定了加密技术的出口限制。特别是，对于民用加密技术的出口有一些特别限制。加密软件的出口需要获得美国商务部BIS（Bureaucracy of Industry and Security）的许可。加密算法的出口需要获得美国国家安全局的批准，其中包括一些特别易对美国及其盟友造成伤害或影响的算法。

欧盟：欧盟的加密出口和进口的规定取决于加密技术的类型和长度。一般来说，加密技术的出口和进口需要依据欧盟和成员国的相关法律和规定进行。

中国：中国保密法规定了国家对加密产品和技术进行管制。所有的加密产品和技术出口都需要取得相关部门的批准，并且必须符合中国的加密标准。

加拿大：加拿大对加密技术的进出口也有相关规定。加密技术的出口需要根据加拿大的出口管制清单和控制等级进行控制。

总之，各国针对加密技术的进出口政策都不相同，在进行加密算法进出口时必须根据当地法律法规进行合规操作。涉及到加密算法的进出口行为通常需要获得相关部门的批准和审批，否则会违反当地的法律法规。

Java沙箱

Java安全模型

Java平台拥有较为完备的安全模型，其安全功能的设计和实现主要基于两个方面：Java安全API和Java安全硬件。Java安全API本身提供了一套标准的安全机制，其中包括密钥生成、加密解密、数字签名等各种加密操作的API，这些API可以被开发者方便地调用在Java应用程序中使用。Java安全硬件则是针对硬件层面的安全性设计，例如使用智能卡保护密钥和密码等信息。Java同时还有强制访问控制和代码执行控制等安全机制。

Java平台的安全模型主要包括以下方面：

安全沙箱机制：Java应用程序运行在一个受控制的执行环境中，Java提供了安全沙箱机制来保证 Java 应用程序的代码安全性。

加密和数字签名：Java安全提供了加密和签名技术来保护数据的安全性。Java Cryptography Extension (JCE)提供了各种加密协议和算法的实现，在加密和解密数据时，可以使用这些算法。

访问控制：Java提供了Java安全管理器和安全策略文件，来管理Java应用程序的权限和访问控制。

代码检查机制：Java的代码检查机制可以在类加载时检测可疑代码，避免恶意代码的注入和执行。

安全硬件：Java提供了一些硬件安全支持，如智能卡，并支持使用硬件安全模块（HSM）提供更可信的密钥管理。

总之，Java平台和语言自身拥有一个完善的安全模型，具备很多安全机制和工具，可以帮助开发者保障Java应用程序的安全性。开发者在设计和实现Java应用程序时，应该合理利用和配置Java提供的这些安全机制，确保应用程序的数据和用户的信息安全。

Java’s security model is designed to provide a secure environment for running Java applications. The security model is based on the principle of “sandboxing”, which means that Java applications run within a restricted environment that limits their access to system resources and provides a secure execution environment.

The Java security model consists of several key components, including:

Security Manager: The Security Manager is responsible for enforcing security policies within the Java Virtual Machine (JVM). It determines what permissions an application has to access system resources such as files, network sockets, and other resources. The Security Manager uses a set of predefined policies to restrict access to these resources.

Security Policy: The Security Policy defines the permissions that are granted to an application. It is a set of rules that specify which permissions an application can request and which resources it can access. The Security Policy can be customized to meet the specific needs of an application.

Class Loader: The Class Loader is responsible for loading classes into the JVM. It is also responsible for ensuring that classes are loaded from trusted sources and that they have not been tampered with.

Java Authentication and Authorization Service (JAAS): JAAS provides a framework for authentication and authorization in Java applications. It allows applications to authenticate users based on their identities and roles, and to authorize access to resources based on those roles. JAAS supports various authentication mechanisms, including username/password, smart cards, and digital certificates.

Overall, the Java security model is designed to provide a secure execution environment for Java applications by restricting their access to system resources and enforcing security policies. It is based on the principles of sandboxing, access control, and authentication and authorization.

沙箱(sandbox)概念 IN JAVA

若在主机上驻留一个应用程序，必须为该程序提供一个运行环境。但还必须为该程序提供一个限定一个范围。

一般情况下是保证程序运行在沙箱中。

对于用户机器存取的内容包括：

• 内部资源
• 外部资源
• 局域网或者互联网资源
• 过程数据流

沙箱的范围扩展往往建立在信任的基础上^^

applet，应用程序和程序

默认沙箱机制

Java平台中的安全机制是基于安全策略来实现的，安全策略是一个用来控制代码权限和访问权限的文件。对于Java应用程序默认的安全策略，其实现主要包括两个方面：基于代码来源的安全和基于执行权限的安全。

基于代码来源的安全主要是通过Java的安全类加载机制来实现的，Java应用程序在运行时会把由远程主机或者是本机上不可信的位置下载的类称为bytecode文件，在运行时，这些类都将被限制运行在一个受控制的沙箱（sandbox）环境中。这可以保证Java应用程序的代码不被恶意代码和未知来源的代码所污染。

同时，基于执行权限的安全策略也是Java默认沙箱的一个核心特性。该策略对于Java代码的访问权限采用了基于权限的管理方式，并且仅对具备执行权限的用户才能够访问受限资源。Java的安全管理器可以控制被运行的程序的可访问性，并拒绝与安全模型不相符的访问行为，确保Java应用程序的安全性。

为了实现这些安全策略，Java默认的沙箱环境中包括了以下限制：

无法访问本地文件系统或网络。

无法通过套接字发送或接收数据。

无法加载带有本地库的Java类。

无法打开系统输入或输出流。

无法在其运行和其他运行Java虚拟机实例之间创建新进程。

总之，Java默认的沙箱环境采用了基于代码来源和执行权限的安全策略。该安全策略主要通过Java的安全类加载机制和安全管理器来实现，控制Java应用程序的权限和访问控制。默认的沙箱环境可确保Java应用被限制在一个受控制的环境中，防止Java应用程序的代码被恶意代码所污染。

Java程序剖析

Java安全策略

• 字节码校验器（bytecode verifier）
  • 确保java类文件遵循java语言规范
  • 从资源角度看，字节码校验器可以帮助所有java程序实现内存保护
  • 并非所有字节码都会被校验，比如内部代码
• 类装载器（class loader）
  • 所有java类都是通过一个或多个类装载器实现的。
  • 类状态器可以程序化地设置并载入类的权限
• 存取控制器(access controller)
  • 允许或者拒绝核心api对操作系统的存取。
  • 基于策略定义的存取权限。
  • 策略有管理员或者用户设置
• 安全管理器(security manager)
  • 是核心API和操作系统间的主要接口
  • 是对系统存取控制的最后一道防线
  • 和存取控制器，安全管理器实现权限控制的优先级更大
• 安全软件包
  • 允许在安全包扩展的基础上实现新的特性
    • 安全提供者
    • 消息摘要
    • 密钥与证书
    • 数字签名
    • 加密（JCE,JSSE）
    • 鉴别（JAAS）
• 密钥数据库
  • 是在安全基础设施上所用到的密钥
  • 可以创建和验证数字签名

安全调试

-Djava.security.debug

Java中可以使用-Djava.security.debug命令行参数来开启调试设置，具体根据调试参数选项来配置。以下是常见的调试参数选项说明：

• access: 开启访问控制处理器的调试信息。可以用来排查安全策略阻止了哪些访问。
• certpath: 开启证书路径处理器的调试信息。可以用来排查证书路径评估的问题。
• config: 开启安全配置的调试信息。可以查看加载和解析安全配置时的详细过程。
• jar: 开启JAR包处理器的调试信息。可以查看类加载时JAR包的加载过程。
• policy: 开启访问控制策略的调试信息。可以查看策略文件的加载和解析过程。
• provider: 开启安全提供程序的调试信息。可以查看安全提供程序的加载和使用情况。
• ssl: 开启SSL/TLS处理器的调试信息。可以查看SSL/TLS握手的详细过程。
• engine: 开启Java加密扩展引擎的调试信息。可以查看加密算法的细节和处理过程。

可以通过多个调试参数选项组合使用，例如-Djava.security.debug=access,config。这将同时开启访问控制处理器和安全配置的调试信息。