阿里巴巴Druid，輕鬆實現MySQL資料庫連接加密！

為什麼要加密？

現在的開發習慣，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 伺服器（GitHub、Gitee 或是自建伺服器），但只要將源碼提交到公網伺服器就會存在源碼泄漏的風險，而資料庫配置資訊作為源碼的一部分，一旦出現源碼泄漏，那麼資料庫中的所有數據都會公之於眾，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，這樣即使得到了源碼，也不會造成數據的泄露，也算保住了最後一塊遮羞布。

如何加密？

對於 Java 項目來說，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接池。Druid 提供了強大的監控和擴展功能，當然也包含了資料庫的加密功能。

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

Druid可以做什麼？

  1. Druid 可以監控資料庫訪問性能，Druid 內置提供了一個功能強大的 StatFilter 插件，能夠詳細統計 SQL 的執行性能，這對於線上分析資料庫訪問性能有幫助。
  2. 替換資料庫連接池 DBCP 和 C3P0，Druid 提供了一個高效、功能強大、可擴展性好的資料庫連接池。
  3. 資料庫密碼加密，直接把資料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 都支援 PasswordCallback。
  4. 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。
  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，項目的交互流程是這樣的：
image.png

在使用了密碼加密之後，項目的交互流程就變成了這樣：
image.png

使用Druid實現加密

本示例運行環境：

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：//mvnrepository.com/artifact/com.alibaba/druid-spring-boot-starter

2.生成密文

Druid 添加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：

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】
        // 調用 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；
  2. publicKey：公鑰，用於密碼的解密；
  3. 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.添加配置

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

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：
image.png
這裡提供一個原始的配置文件，以便和加密後的配置文件進行比對：
image.png

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文件，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保存起來，每次在項目啟動時動態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，最終的安全配置資訊如下：

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，這就相當於使用佔位符先把坑給占上，等項目啟動時再更換上具體的值。

PS：「spring.datasource.druid.publickey」並非是固定不可變的 key，此 key 值用戶可自行定義。

開發環境替換公鑰

開發環境只需要在 Idea 的啟動參數中配置公鑰的值即可，如下圖所示：
image.png
當我們輸入正確的公鑰值時程式可以正常運行，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：
image.png

生產環境替換公鑰

生產環境在啟動 jar 包時只需要動態設置公鑰的值即可，參考以下命令：

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

Druid運行原理

經過上述步驟之後，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：

// 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，只需要添加 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 文件即可。項目在運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

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