Java安全编程：身份认证、访问控制与密钥管理

# Java安全编程：身份认证、访问控制与密钥管理 ## 1. 简单代理的使用 在Java编程中，若要使用`SimpleAgent`类，首先需要创建一个实例，这需要指定与之通信的远程代理的主机名和端口号。之后，调用其`run()`方法即可启动消息传递过程。示例代码如下： ```java SimpleAgent myAgent = new SimpleAgent("remote.host.org", 1234); myAgent.run(); ``` 为确保消息中传递的信息安全，后续会为这个简单代理添加身份认证和数据加密功能。虽然以信用代理为例，但不会深入探讨所使用的消息协议细节，因为安全措施适用于任何选定的消息协议。 ## 2. 身份与访问控制 ### 2.1 身份类 在安全API中，`Identity`类代表一个代理。它实现了`Principal`接口，该接口是对人、组或其他命名实体的通用表示。`Identity`具有一个名称，继承自`Principal`接口，还包含用于验证代理身份的其他信息，如公钥和各类证书。`Signer`是`Identity`的子类，还包含可用于签署数据的私钥。 创建`Identity`对象的示例代码如下： ```java Identity fredsID = new Identity("Fred"); ``` 为支持身份的有效性，可以添加公钥和可用证书： ```java PublicKey fredsKey = ... // 获取Fred的公钥 Certificate fredsCert = ... // 获取Fred的证书 Certificate fredsRSACert = ... // 获取Fred的另一个证书 fredsID.setPublicKey(fredsKey); fredsID.addCertificate(fredsCert); fredsID.addCertificate(fredsRSACert); ``` 若能够使用Fred的身份签署数据，则可以创建一个`Signer`对象： ```java Signer signingFred = new Signer("Fred"); PrivateKey fredsSigningKey = ... // 获取Fred的私钥 PublicKey fredsPublicKey = ... // 获取Fred的公钥 signingFred.setKeyPair(new KeyPair(fredsPublicKey, fredsSigningKey)); ``` ### 2.2 访问控制列表 `java.security.acl`包提供了接口，可用于为单个代理或代理组定义特定的访问权限。该包定义了访问控制列表（ACL）的API，但部分接口未在包中实现。Sun在`sun.security.acl`包中提供了ACL包的默认实现，下面使用其类来演示ACL。 #### 2.2.1 Acl接口 `Acl`接口是`java.security.acl`包的核心，代表一个访问控制列表。`Acl`关联一组所有者，由`Principal`对象表示。`Principal`常用于安全领域，指在安全事务中作为一方的用户或代理。由于`Identity`和`Signer`都是`Principal`的子类，因此在需要`Principal`的地方可以使用它们的实例。只有`Acl`的所有者才能修改它，`Acl`接口的实现应通过检查所有者`Principal`的密钥和证书来确保创建或修改ACL的代理有权访问ACL所有者身份的认证元素。 #### 2.2.2 AclEntry对象 访问控制列表中的每个条目由`AclEntry`对象表示，它将特定身份与对受控制资源的权限关联起来。使用`addEntry()`方法将条目添加到`Acl`中，该方法接受实体的`Principal`和其`AclEntry`作为参数。 #### 2.2.3 权限表示 `Permission`接口用于表示特定类型的权限，它本身不实现任何行为，而是作为子类的占位符，子类以应用特定的方式区分权限，如权限名称、二进制类型码等。`sun.security.acl`包提供了`PermissionImpl`类，使用字符串来标识权限类型，如`"READ"`、`"WRITE"`。 以下是创建权限和`AclEntry`的示例代码： ```java // 定义一组权限类型 Permission read = new PermissionImpl("READ"); Permission create = new PermissionImpl("CREATE"); Permission update = new PermissionImpl("UPDATE"); Permission destroy = new PermissionImpl("DESTROY"); // 创建一些Principal Principal person1 = new PrincipalImpl("Fred"); Principal person2 = new PrincipalImpl("Sally"); // 为每个Principal创建一个条目 AclEntry entry1 = new AclEntryImpl(person1); AclEntry entry2 = new AclEntryImpl(person2); // 为每个Principal赋予权限 // Fred只能读取资源 entry1.addPermission(read); // Sally可以执行任何操作 entry2.addPermission(read); entry2.addPermission(create); entry2.addPermission(update); entry2.addPermission(destroy); ``` 在实际应用中，可能会使用`Identity`或`Signer`对象来表示`Acl`中的`Principal`，这样可以在允许远程客户端访问受`Acl`保护的资源之前验证其数字签名。 创建好`AclEntry`后，可使用`addEntry()`方法将其添加到`Acl`中： ```java Principal myID = ... // 获取我的身份 Acl myAcl = ... // 创建Acl，并将我设置为所有者 // 添加上面创建的条目 myAcl.addEntry(myID, entry1); myAcl.addEntry(myID, entry2); ``` 有了ACL后，就可以检查传入的代理是否具有执行特定操作的必要权限。例如，当一个代理请求更新资源时，可以使用其`Principal`检查该资源的ACL是否授予了写入权限： ```java Principal remoteAgent = ... // 初始化远程代理的Principal if (myAcl.checkPermission(remoteAgent, update)) { // 允许更新操作 } else { // 拒绝操作，并告知代理没有相应权限 } ``` 下面是一个简单的流程图，展示了访问控制的基本流程： ```mermaid graph TD; A[远程代理请求操作] --> B{检查ACL权限}; B -- 有权限 --> C[允许操作 ```