輕松實(shí)現(xiàn)MySQL數(shù)據(jù)庫加密-阿里巴巴Druid

作者 | 王磊

來源 | Java中文社群（ID：javacn666）

為什么要加密？

現(xiàn)在的開發(fā)習(xí)慣，無論是公司的項(xiàng)目還是個人的項(xiàng)目，都會選擇將源碼上傳到 Git 服務(wù)器（GitHub、Gitee 或是自建服務(wù)器），但只要將源碼提交到公網(wǎng)服務(wù)器就會存在源碼泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，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(yù)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(jìn)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(xiàng)目來說，要想快速實(shí)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(shí)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(qiáng)大的監(jiān)控和擴(kuò)展功能，當(dāng)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?cái)?shù)據(jù)庫訪問性能，Druid 內(nèi)置提供了一個功能強(qiáng)大的 StatFilter 插件，能夠詳細(xì)統(tǒng)計(jì) 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(qiáng)大、可擴(kuò)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(dǎo)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(yīng)的 LogFilter，監(jiān)控你應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫訪問情況。
5. 擴(kuò)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(jī)制，很方便編寫 JDBC 層的擴(kuò)展插件。

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

加密執(zhí)行流程

在沒有進(jìn)行密碼加密之前，項(xiàng)目的交互流程是這樣的：

在使用了密碼加密之后，項(xiàng)目的交互流程就變成了這樣：

使用Druid實(shí)現(xiàn)加密

本示例運(yùn)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(xiàng)目：

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

Gradle 項(xiàng)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(shí)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(shí)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(xiàng)目的配置文件 application.yml（或application.xml）中就實(shí)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(yīng)的是上一步生成的 password（密文），而 config.decrypt.key 對應(yīng)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(jìn)行比對：

4.注意事項(xiàng)-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(yùn)行了，但這遠(yuǎn)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(dāng)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(xiàng)目啟動時動態(tài)的將公鑰設(shè)置到項(xiàng)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(shè)置為配置項(xiàng)，在項(xiàng)目運(yùn)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(dāng)于使用占位符先把坑給占上，等項(xiàng)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(dāng)我們輸入正確的公鑰值時程序可以正常運(yùn)行，當(dāng)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(shè)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(yùn)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(dāng) Spring Boot 項(xiàng)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(shí)的密碼以供項(xiàng)目使用，當(dāng)然這一切都無需人工干預(yù)（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(shí)的密碼的？

沒問題，滿足你，其實(shí) ConfigTools 類中已經(jīng)提供了相應(yīng)實(shí)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(shí)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(shí)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(xiàng)目在運(yùn)行時會通過攔截器將密文轉(zhuǎn)換成真正的密碼，從而實(shí)現(xiàn)了 MySQL 密碼的加密和解碼的過程。

最后

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