五種SpringBoot實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)加密存儲(chǔ)的方式總結(jié)

更新時(shí)間：2023年11月08日 16:16:52 作者：莊周de蝴蝶

這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了五種常見(jiàn)數(shù)據(jù)加密存儲(chǔ)的方法（結(jié)合SpringBoot和MyBatisPlus框架進(jìn)行實(shí)現(xiàn)）,文中的示例代碼講解詳細(xì),需要的可以參考下

前言

最近由于項(xiàng)目需要做等保，其中有一項(xiàng)要求是系統(tǒng)中的個(gè)人信息和業(yè)務(wù)信息需要進(jìn)行加密存儲(chǔ)。經(jīng)過(guò)一番搜索，最終總結(jié)出了五種數(shù)據(jù)加密存儲(chǔ)的方法（結(jié)合SpringBoot和MyBatisPlus框架進(jìn)行實(shí)現(xiàn)），不知道家人們?cè)陧?xiàng)目中使用的是哪種方式，如果有更好地方式也歡迎一起交流~~~，本文所貼出的完整代碼已上傳到GitHub。

思路總覽

在具體講解實(shí)現(xiàn)方式之前，先講一下五種方式的思路：

1.手動(dòng)處理字段加解密

最簡(jiǎn)單、樸素的方式。如果項(xiàng)目中只有個(gè)別字段，例如密碼字段需要加密，則可以使用這種方法。不過(guò)，通常密碼都是做單向 Hash 加密，不存在解密的情況，本文后續(xù)為了統(tǒng)一講解加解密的方式，就對(duì)字段統(tǒng)一使用了 AES 對(duì)稱加密算法。聽(tīng)說(shuō)有的項(xiàng)目需要使用 SM2 之類非對(duì)稱加密算法，本文就不再介紹了，只需要參考思路替換相應(yīng)加解密調(diào)用的方法即可。

優(yōu)點(diǎn)：使用簡(jiǎn)單、易懂，技術(shù)難度低

缺點(diǎn)：全手工處理，容易遺漏，費(fèi)時(shí)。

2.注解結(jié)合 AOP 實(shí)現(xiàn)

相對(duì)簡(jiǎn)便的方式，在需要進(jìn)行加解密處理的字段上添加字段注解，然后在有加解密處理需求的方法上添加方法注解，之后結(jié)合 AOP ，對(duì)入?yún)⒑头祷亟Y(jié)果進(jìn)行處理即可。

優(yōu)點(diǎn)：使用相對(duì)簡(jiǎn)單，加解密處理統(tǒng)一在切面處理中完成。

缺點(diǎn)：只能處理入?yún)⒑头祷亟Y(jié)果中的字段加解密，如果處理邏輯中涉及到加解密需求還是需要手動(dòng)處理。同時(shí)需要在所有有加解密處理需求的類或方法（可以定義類級(jí)別和方法級(jí)別的注解，本文只講解方法級(jí)別的注解）上添加注解，也容易遺漏，測(cè)試時(shí)需要特別注意。

3.自定義序列化 / 反序列化類結(jié)合注解實(shí)現(xiàn)

通過(guò)自定義序列化 / 反序列化處理類，然后結(jié)合序列化 / 反序列化注解中指定相應(yīng)類進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

優(yōu)點(diǎn)：使用簡(jiǎn)單，加解密處理統(tǒng)一在自定義的序列化化類中完成，只需要在字段上添加注解。

缺點(diǎn)：只能處理序列化數(shù)據(jù)中的加解密，如果業(yè)務(wù)邏輯中需要手動(dòng)設(shè)置某個(gè)加密字段的值，還是需要手工處理。

4.MybatisPlus自定義TypeHandler實(shí)現(xiàn)

和自定義序列化 / 反序列化類的思路類似，不過(guò)是和框架功能相耦合，通過(guò)使用MybatisPlus自定義TypeHandler實(shí)現(xiàn)。

優(yōu)點(diǎn)：使用簡(jiǎn)單，加解密處理統(tǒng)一在自定義的TypeHandler中完成，只需要在字段上添加注解。

缺點(diǎn)：只能處理 SQL 的查詢和保存的結(jié)果，如果業(yè)務(wù)邏輯中需要手動(dòng)設(shè)置某個(gè)加密字段的值，還是需要手工處理，如果存在自定義 SQL ，還需要額外添加注解處理，與框架綁定。

5.MybatisPlus自定義攔截器實(shí)現(xiàn)

相對(duì)底層的方式，結(jié)合框架自帶的攔截器功能，通過(guò)對(duì) SQL 拼接和處理 SQL 查詢結(jié)果進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

優(yōu)點(diǎn)：使用簡(jiǎn)單，加解密處理統(tǒng)一在自定義的攔截器中完成，無(wú)需使用注解。

缺點(diǎn)：只能處理 SQL 的查詢和保存的結(jié)果，如果業(yè)務(wù)邏輯中需要手動(dòng)設(shè)置某個(gè)加密字段的值，還是需要手工處理，此外還需要整理所有需要加解密操作的字段名，與框架綁定。

小結(jié)：當(dāng)然除了以上幾種方法，根據(jù)使用技術(shù)和框架的不同，還有很多種方式，例如 JPA 可以自定義 Convert，類似方法 3 和 4，這里不再介紹。其實(shí)，在實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，有想過(guò)通過(guò)修改字節(jié)碼，修改字段的 Getter / Setter 方法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，但是在實(shí)現(xiàn)的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)兩者的操作是成對(duì)的，入庫(kù)的時(shí)候也就還是明文，不過(guò)如果是數(shù)據(jù)脫敏，由于只需要修改 Setter 方法，則可以考慮使用修改字節(jié)碼的方式。

具體實(shí)現(xiàn)

手工處理

話不多說(shuō)，直接上代碼：

public User method1(User user) {
    Long userId = 1L;
    user.setId(userId);
    user.setUsername(AESUtils.encrypt(user.getUsername()));
    user.setPassword(AESUtils.encrypt(user.getPassword()));
    saveOrUpdate(user);
    User resultUser = getById(userId);
    resultUser.setUsername(AESUtils.decrypt(resultUser.getUsername()));
    resultUser.setPassword(AESUtils.decrypt(resultUser.getPassword()));
    return resultUser;
}

這個(gè)就不再做詳細(xì)解釋了~~~

注解結(jié)合 AOP

首先需要定義一個(gè)字段注解和方法注解：

/**
 * 字段加密注解
 *
 * @author 莊周de蝴蝶
 * @date 2023-11-07
 */
@Target({ElementType.FIELD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface EncryptField {
}

/**
 * 方法加密處理注解
 *
 * @author 莊周de蝴蝶
 * @date 2023-11-07
 */
@Target({ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Order(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE)
public @interface EncryptMethod {
?
    /**
     * 需要處理對(duì)象在參數(shù)列表中的位置
     */
    int[] value() default { 0 };
?
    /**
     * 是否啟用解密處理
     */
    boolean enableDecrypt() default true;
?
}

然后結(jié)合 AOP 去處理方法注解：

/**
 * 處理加密注解切面
 * 特別注意, 這里的排序需要 + 1, 否則會(huì)報(bào)錯(cuò), 具體原因參考鏈接: 
 * <a >...</a>
 *
 * @author 莊周de蝴蝶
 * @date 2023-11-07
 */
@Slf4j
@Aspect
@Component
@Order(Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE + 1)
public class EncryptMethodAspect {
?
    /**
     * 處理加密方法注解
     *
     * @param joinPoint 切點(diǎn)
     * @param encryptMethod 加密方法注解
     * @return 結(jié)果
     */
    @Around("@annotation(encryptMethod)")
    public Object around(ProceedingJoinPoint joinPoint, EncryptMethod encryptMethod) throws Throwable {
        try {
            int[] indexArr = encryptMethod.value();
            Object[] args = joinPoint.getArgs();
            for (int i = 0; i < indexArr.length; i++) {
                if (i >= args.length) {
                    break;
                }
                // 處理入?yún)⒅械募用?
                handleEncrypt(args[i]);
            }
            Object result = joinPoint.proceed();
            if (encryptMethod.enableDecrypt()) {
                // 對(duì)返回結(jié)果中的字段進(jìn)行解密處理
                return handleDecrypt(result);
            }
            return result;
        } catch (Throwable throwable) {
            log.error("加密注解處理出現(xiàn)異常", throwable);
            throw throwable;
        }
    }
?
    /**
     * 對(duì)添加了 EncryptField 注解的字段進(jìn)行加密
     *
     * @param obj 要處理的對(duì)象
     */
    private void handleEncrypt(Object obj) throws IllegalAccessException {
        handleEnDecrypt(obj, AESUtils::encrypt);
    }
?
    /**
     * 對(duì)添加了 EncryptField 注解的字段進(jìn)行解密, <b>只考慮了返回值是對(duì)象的情況</b>
     *
     * @param obj 要處理的對(duì)象
     * @return 結(jié)果
     */
    private Object handleDecrypt(Object obj) throws IllegalAccessException {
        return handleEnDecrypt(obj, AESUtils::decrypt);
    }
    
    /**
     * 對(duì)添加了 EncryptField 注解的字段進(jìn)行加解密處理
     *
     * @param obj 要處理的對(duì)象
     * @param handleFun 處理函數(shù)
     * @return 結(jié)果
     */
    private Object handleEnDecrypt(Object obj, UnaryOperator<String> handleFun) throws IllegalAccessException {
        if (obj == null) {
            return null;
        }
        Field[] fields = obj.getClass().getDeclaredFields();
        for (Field field : fields) {
            boolean hasSecureField = field.isAnnotationPresent(EncryptField.class);
            if (hasSecureField) {
                field.setAccessible(true);
                String val = (String) field.get(obj);
                String result = handleFun.apply(val);
                field.set(obj, result);
            }
        }
        return obj;
    }
?
}

這里只考慮了返回結(jié)果是實(shí)體對(duì)象的情況，如果返回類型的是分頁(yè)或者是列表亦或者是類似Result的形式，需要自己進(jìn)行額外的處理。

最后是使用的方式，首先是在實(shí)體的字段上添加注解：

/**
 * 用戶類
 *
 * @author 莊周de蝴蝶
 * @date 2023-10-27
 */
@Data
@TableName("user")
public class User {
    
    /**
     * id
     */
    @TableId(value = "id", type = IdType.ASSIGN_ID)
    private Long id;
?
    /**
     * 用戶名
     */
    @EncryptField
    private String username;
?
    /**
     * 密碼
     */
    @EncryptField
    private String password;
?
}

然后是在方法上添加注解，這里是在控制層使用，當(dāng)然也可以在ServiceImpl里的方法上使用：

@EncryptMethod
@PostMapping("/method2")
public User method2(@RequestBody User user) {
    return userService.method2(user);
}

自定義序列化注解

首先需要實(shí)現(xiàn)序列化 / 反序列化處理類：

/**
 * 解密序列化處理器
 *
 * @author 莊周de蝴蝶
 * @date 2023-11-07
 */
@NoArgsConstructor
public class DecryptSerializer extends JsonSerializer<String> {
?
    @Override
    public void serialize(String value, JsonGenerator jsonGenerator, SerializerProvider serializerProvider) throws IOException {
        if (StringUtils.isNotBlank(value)) {
            value = AESUtils.decrypt(value);
        }
        jsonGenerator.writeString(value);
    }
?
}

/**
 * 加密序列化處理器
 *
 * @author 莊周de蝴蝶
 * @date 2023-2023-11-07
 */
@NoArgsConstructor
public class EncryptDeserializer extends JsonDeserializer<String> {
?
    @Override
    public String deserialize(JsonParser jsonParser, DeserializationContext deserializationContext) throws IOException {
        if (jsonParser != null && StringUtils.isNotBlank(jsonParser.getText())) {
            String text = jsonParser.getText();
            return AESUtils.encrypt(text);
        }
        return null;
    }
?
}

然后定義注解，這里通過(guò)使用Jackson的JacksonAnnotationsInside注解將序列化和反序列化合并，這樣在使用時(shí)就可以只使用一個(gè)注解：

/**
 * 字段加解密序列化注解
 *
 * @author 莊周de蝴蝶
 * @date 2023-10-23
 */
@JsonSerialize(using = DecryptSerializer.class)
@JsonDeserialize(using = EncryptDeserializer.class)
@JacksonAnnotationsInside
@Target({ElementType.FIELD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface EncryptSerializer {
}

最后在相應(yīng)的實(shí)體字段中添加注解即可：

/**
 * 用戶類
 *
 * @author 莊周de蝴蝶
 * @date 2023-10-27
 */
@Data
@TableName("user")
public class User {
    
    /**
     * id
     */
    @TableId(value = "id", type = IdType.ASSIGN_ID)
    private Long id;
?
    /**
     * 用戶名
     */
    @EncryptSerializer
    private String username;
?
    /**
     * 密碼
     */
    @EncryptSerializer
    private String password;
?
}

MybatisPlus自定義TypeHandler

首先是自定義的TypeHandler：

/**
 * 加密類型字段處理類
 *
 * @author 莊周de蝴蝶
 * @date 2023-10-27
 */
public class EncryptTypeHandler extends BaseTypeHandler<String> {
?
    @Override
    public void setNonNullParameter(PreparedStatement ps, int i, String parameter, JdbcType jdbcType) throws SQLException {
        ps.setString(i, handleResult(parameter, AESUtils::encrypt));
    }
?
    @Override
    public String getNullableResult(ResultSet rs, String columnName) throws SQLException {
        return handleResult(rs.getString(columnName), AESUtils::decrypt);
    }
?
    @Override
    public String getNullableResult(ResultSet rs, int columnIndex) throws SQLException {
        return handleResult(rs.getString(columnIndex), AESUtils::decrypt);
    }
?
    @Override
    public String getNullableResult(CallableStatement cs, int columnIndex) throws SQLException {
        return handleResult(cs.getString(columnIndex), AESUtils::decrypt);
    }
    
    /**
     * 值加解密處理
     *
     * @param val 值
     * @param fun 處理函數(shù)
     * @return 結(jié)果
     */
    private String handleResult(String val, UnaryOperator<String> fun) {
        HttpServletRequest request = ServletUtils.getRequest();
        return StringUtils.isBlank(val) ? val : fun.apply(val);
    }
    
}

然后在相應(yīng)的實(shí)體字段中添加注解即可：

/**
 * 用戶類
 *
 * @author 莊周de蝴蝶
 * @date 2023-10-27
 */
@Data
@TableName("user")
public class User {
    
    /**
     * id
     */
    @TableId(value = "id", type = IdType.ASSIGN_ID)
    private Long id;
?
    /**
     * 用戶名
     */
    @TableField(typeHandler = EncryptTypeHandler.class)
    private String username;
?
    /**
     * 密碼
     */
    @TableField(typeHandler = EncryptTypeHandler.class)
    private String password;
?
}

MybatisPlus自定義攔截器

首先是定義一個(gè)保存操作的攔截器，關(guān)于攔截器的使用，由于和框架相關(guān)聯(lián)，這里不再詳細(xì)介紹使用方式：

/**
 * 加密更新攔截器處理
 *
 * @author 莊周de蝴蝶
 * @date 2023-10-27
 */
@Configuration
public class EncryptUpdateInterceptor implements InnerInterceptor {
    
    @Bean
    public MybatisPlusInterceptor mybatisPlusInterceptor() {
        MybatisPlusInterceptor interceptor = new MybatisPlusInterceptor();
        interceptor.addInnerInterceptor(new EncryptUpdateInterceptor());
        return interceptor;
    }
?
    @Override
    public void beforeUpdate(Executor executor, MappedStatement ms, Object parameter) {
        SQLUtils.handleSql(ms.getConfiguration(), ms.getBoundSql(parameter));
    }
?
}

然后再定義一個(gè)查詢操作的攔截器：

/**
 * 加密查詢攔截器處理
 *
 * @author 莊周de蝴蝶
 * @date 2023-11-08
 */
@Component
@Intercepts({
        @Signature(type = Executor.class, method = "query", args = {MappedStatement.class, Object.class, RowBounds.class, ResultHandler.class, CacheKey.class, BoundSql.class}),
        @Signature(type = Executor.class, method = "query", args = {MappedStatement.class, Object.class, RowBounds.class, ResultHandler.class}),
})
public class EncryptQueryInterceptor implements Interceptor {
    
    @Override
    public Object intercept(Invocation invocation) throws InvocationTargetException, IllegalAccessException {
        MappedStatement mappedStatement = (MappedStatement) invocation.getArgs()[0];
        String sqlId = mappedStatement.getId();
        if (sqlId.contains("selectCount")) {
            return invocation.proceed();
        }
        Object proceed = invocation.proceed();
        @SuppressWarnings("unchecked")
        List<Object> objectList = (List<Object>) proceed;
        if (objectList.isEmpty()) {
            return proceed;
        }
        Class<?> type = objectList.get(0).getClass();
        List<Object> resultList = new ArrayList<>();
        for (Object o : objectList) {
            Map<String, Object> map = JSONUtil.toBean(JSONUtil.toJsonStr(o), new TypeReference<Map<String, Object>>() {}, true);
            for (String keyword : SQLUtils.ENCRYPT_SET) {
                map.put(keyword, AESUtils.decrypt(String.valueOf(map.get(keyword))));
            }
            resultList.add(JSONUtil.toBean(JSONUtil.toJsonStr(map), type));
        }
        return resultList;
    }
?
}

其中SQLUtils的內(nèi)容如下：

/**
 * sql 工具類
 *
 * @author 莊周de蝴蝶
 * @date 2023-11-08
 */
public class SQLUtils {
    
    public static final Set<String> ENCRYPT_SET = new HashSet<>(Arrays.asList("username", "password"));
    
    private SQLUtils() {}
    
    /**
     * 處理 sql
     *
     * @param configuration 配置
     * @param boundSql sql
     */
    public static void handleSql(Configuration configuration, BoundSql boundSql) {
        Object parameterObject = boundSql.getParameterObject();
        List<ParameterMapping> parameterMappings = boundSql.getParameterMappings();
        if (parameterMappings.isEmpty() || parameterObject == null) {
           return;
        }
        MetaObject metaObject = configuration.newMetaObject(parameterObject);
        for (ParameterMapping parameterMapping : parameterMappings) {
            String propertyName = parameterMapping.getProperty().toLowerCase();
            Object value = metaObject.getValue(propertyName);
            if (ENCRYPT_SET.contains(propertyName.substring(propertyName.indexOf(".") + 1))) {
                metaObject.setValue(propertyName, AESUtils.encrypt(String.valueOf(value)));
            }
        }
    }
    
}

以上就是五種SpringBoot實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)加密存儲(chǔ)的方式總結(jié)的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于SpringBoot數(shù)據(jù)加密存儲(chǔ)的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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