CN112764827A - 一种具有安全验证的Java类热加载方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种具有安全验证的Java类热加载方法，包括步骤：预设JavaWeb容器热加载类的特殊包路径；对Java的class文件进行加密处理获得密文文件，并将其发布在特殊包路径或特殊包路径的子包路径目录中；对Java类加载前类的包路径进行检测与判断；根据所定位的密文文件，检测密文文件被修改的时间戳；使用Java的JNI本地化方法解密验证密文文件；使用Java自定义类加载器加载所述已解密的字节码并定义被加载类，调用相应服务；释放类加载器的内存空间。本发明预防了在支持Java类热加载应用过程中Java类被非法替换的危险，能够有效使用在系统的生产过程。

Description

一种具有安全验证的Java类热加载方法
技术领域
本发明属于计算机技术领域，特别是涉及一种具有安全验证的Java类热加载方法。
背景技术
在Java软件开发过程中，Java类文件更新后，在不重启Web服务的情况下,实现Java类服务更新的方法主要是采用Java类的热加载方法，目前Java类的热加载方法主要有两种。一种是Java Web容器自带的热加载功能，修改Web应用的配置参数实现Java类的热加载功能，但这种方法如果Tomcat Web容器中当前应用系统很庞大时，启动系统会耗时几分钟甚至更长时间，这样会导致服务中断或超时，严重的可能造成数据的不完整性，此种方法实现Java类的热加载功能实用价值不大。第二种Java类的热加载方法是利用Java类的类加载原理，开发Java类的自定义类加载器，实现Java类的热加载过程。但是此种热加载方法存在着Java类被替换的安全性问题，在生产环境中也少有使用。
以上两种Java类的热加载方法都忽略了共同的问题，就是没有对更新后的Java类字节码文件进行安全性、可靠性检测，这样就给一些不法分子提供了可乘之机，在应用的运行过程中通过更换Java类的字节码文件、篡改服务方法等手段以获取不正当的服务。特别是在一些可在线编辑Java源代码，使用动态编译技术，编译成Java类的字节码文件，提供API服务系统中(比如一些数据中台API、数据总线API等)，这类没有安全验证的Java类热加载是非常危险的，所以Java类的热加载方法主要运用于应用系统的开发调试阶段，少运用于系统生产过程。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种具有安全验证的Java类热加载方法，预防了在支持Java类热加载应用过程中Java类被非法替换的危险，能够有效使用在系统的生产过程。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种具有安全验证的Java类热加载方法，包括步骤：
S10,预设JavaWeb容器热加载类的特殊包路径；
S20,对Java的class文件进行加密处理获得密文文件，并将其发布在特殊包路径或特殊包路径的子包路径目录中；
S30,对Java类加载前类的包路径进行检测与判断，并将所获取的类的包路径与类名称定位密文文件；
S40,根据所定位的密文文件，检测密文文件被修改的时间戳，若修改过则重新加载此类；
S50,使用Java的JNI本地化方法解密验证密文文件，将已解密的字节码作为自定义类加载器输入参数；
S60,使用Java自定义类加载器加载所述已解密的字节码并定义被加载类；
S70,根据所定义的被加载类，调用相应服务；
S80,释放类加载器的内存空间。
进一步的是，关闭JavaWeb容器自带的热加载功能，预防因文件的改变引起系统的重启；设置支持Java类热加载特殊包路径及其子包路径，使其他Java类包路径不支持热加载功能。
进一步的是，通过约定的秘钥采用可逆的加密算法将Java的class文件与预定的安全验证规则统一加密成密文文件，密文文件名与类名相同，根据类的包路径将其发布在特殊包路径或特殊包路径的子包路径目录中。
进一步的是，检测需要加载类的包路径，如果类的包路径为预设特殊包路径或预设特殊包路径的子包路径，则该类是需要热加载的Java类，然后根据类的包路径与类名称定位密文文件。
进一步的是，根据定位到的密文文件，读取密文文件的时间戳，并将该值与上次加载此密文文件的时间戳进行对比，时间戳值有变化，表示密文文件已被修改更新过，需要重新加载此类，然后将定位到的密文文件输入下一步。
进一步的是，通过本地化方法根据设定秘钥对定位的密文文件进行解密；文件解密成功后，对预设安全验证规则进行验证；预设安全规则验证通过后该方法返回已解密的字节码作为自定义类加载器输入下一步，预设安全验证规验证未通过时返回密文文件被非法替换的异常信息。
进一步的是，根据Java类的加载原理创建的新类继承ClassLoader类加载器，实现findClass方法，在findClass中输入已解密的字节码，并使用defineClass方法定义被加载类。
进一步的是，将所定义的被加载类实例化为对象，使用Java的反射机制调用对象方法提供服务。
进一步的是，在每次Java类的密文文件更新后，通过实例化新的类加载器来加载新的密文文件类，以达到热加载的目的；并对新的类加载器释放内存空间。
采用本技术方案的有益效果：
本发明提出的方法通过关闭JavaWeb容器自身的热加载功能，指定支持热加载技术的Java类包路径，只有在指定包路径下的类才支持类的热加载；在Java类编译为字节码后增加了字节码文件的加密过程，将class文件加密为密文文件；在Java类字节码热加载过程之前增加对密文文件的解密过程以及安全验证过程，验证文件合法性。本发明预防了在支持Java类热加载应用过程中Java类被非法替换的危险，能够有效使用在系统的生产过程。
附图说明
图1为本发明的一种具有安全验证的Java类热加载方法流程示意图；
图2为本发明实施例中一种具有安全验证的Java类热加载方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步阐述。
在本实施例中，参见图1所示，本发明提出了一种具有安全验证的Java类热加载方法，包括步骤：
S10,预设JavaWeb容器热加载类的特殊包路径；
S20,对Java的class文件进行加密处理获得密文文件，并将其发布在特殊包路径或特殊包路径的子包路径目录中；
S30,对Java类加载前类的包路径进行检测与判断，并将所获取的类的包路径与类名称定位密文文件；
S40,根据所定位的密文文件，检测密文文件被修改的时间戳，若修改过则重新加载此类；
S50,使用Java的JNI本地化方法解密验证密文文件，将已解密的字节码作为自定义类加载器输入参数；
S60,使用Java自定义类加载器加载所述已解密的字节码并定义被加载类；
S70,根据所定义的被加载类，调用相应服务；
S80,释放类加载器的内存空间。
作为上述实施例的优化方案，如图2所示，在步骤S10中，关闭JavaWeb容器自带的热加载功能，预防因文件的改变引起系统的重启；设置支持Java类热加载特殊包路径及其子包路径，使其他Java类包路径不支持热加载功能。
在步骤S20中，通过约定的秘钥采用可逆的加密算法将Java的class文件与预定的安全验证规则统一加密成密文文件，密文文件名与类名相同，根据类的包路径将其发布在特殊包路径或特殊包路径的子包路径目录中。
在步骤S30中，检测需要加载类的包路径，如果类的包路径为预设特殊包路径或预设特殊包路径的子包路径，则该类是需要热加载的Java类，然后根据类的包路径与类名称定位密文文件。
在步骤S40中，根据定位到的密文文件，读取密文文件的时间戳，并将该值与上次加载此密文文件的时间戳进行对比，时间戳值有变化，表示密文文件已被修改更新过，需要重新加载此类，然后将定位到的密文文件输入下一步。
在步骤S50中，通过本地化方法根据设定秘钥对定位的密文文件进行解密；文件解密成功后，对预设安全验证规则进行验证；预设安全规则验证通过后该方法返回已解密的字节码作为自定义类加载器输入下一步，预设安全验证规验证未通过时返回密文文件被非法替换的异常信息。
在步骤S60中，根据Java类的加载原理创建的新类继承ClassLoader类加载器，实现findClass方法，在findClass中输入已解密的字节码，并使用defineClass方法定义被加载类。
在步骤S70中，将所定义的被加载类实例化为对象，使用Java的反射机制调用对象方法提供服务。
在步骤S80中，在每次Java类的密文文件更新后，通过实例化新的类加载器来加载新的密文文件类，以达到热加载的目的；并对新的类加载器释放内存空间。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种具有安全验证的Java类热加载方法，其特征在于，包括步骤：
S10,预设JavaWeb容器热加载类的特殊包路径；
S20,对Java的class文件进行加密处理获得密文文件，并将其发布在特殊包路径或特殊包路径的子包路径目录中；
S30,对Java类加载前类的包路径进行检测与判断，并将所获取的类的包路径与类名称定位密文文件；
S40,根据所定位的密文文件，检测密文文件被修改的时间戳，若修改过则重新加载此类；
S50,使用Java的JNI本地化方法解密验证密文文件，将已解密的字节码作为自定义类加载器输入参数；
S60,使用Java自定义类加载器加载所述已解密的字节码并定义被加载类；
S70,根据所定义的被加载类，调用相应服务；
S80,释放类加载器的内存空间。
2.根据权利要求1所述的一种具有安全验证的Java类热加载方法，其特征在于，关闭JavaWeb容器自带的热加载功能，预防因文件的改变引起系统的重启；设置支持Java类热加载特殊包路径及其子包路径，使其他Java类包路径不支持热加载功能。
3.根据权利要求2所述的一种具有安全验证的Java类热加载方法，其特征在于，通过约定的秘钥采用可逆的加密算法将Java的class文件与预定的安全验证规则统一加密成密文文件，密文文件名与类名相同，根据类的包路径将其发布在特殊包路径或特殊包路径的子包路径目录中。
4.根据权利要求3所述的一种具有安全验证的Java类热加载方法，其特征在于，检测需要加载类的包路径，如果类的包路径为预设特殊包路径或预设特殊包路径的子包路径，则该类是需要热加载的Java类，然后根据类的包路径与类名称定位密文文件。
5.根据权利要求4所述的一种具有安全验证的Java类热加载方法，其特征在于，根据定位到的密文文件，读取密文文件的时间戳，并将该值与上次加载此密文文件的时间戳进行对比，时间戳值有变化，表示密文文件已被修改更新过，需要重新加载此类，然后将定位到的密文文件输入下一步。
6.根据权利要求5所述的一种具有安全验证的Java类热加载方法，其特征在于，通过本地化方法根据设定秘钥对定位的密文文件进行解密；文件解密成功后，对预设安全验证规则进行验证；预设安全规则验证通过后该方法返回已解密的字节码作为自定义类加载器输入下一步，预设安全验证规验证未通过时返回密文文件被非法替换的异常信息。
7.根据权利要求7所述的一种具有安全验证的Java类热加载方法，其特征在于，根据Java类的加载原理创建的新类继承ClassLoader类加载器，实现findClass方法，在findClass中输入已解密的字节码，并使用defineClass方法定义被加载类。
8.根据权利要求7所述的一种具有安全验证的Java类热加载方法，其特征在于，将所定义的被加载类实例化为对象，使用Java的反射机制调用对象方法提供服务。
9.根据权利要求8所述的一种具有安全验证的Java类热加载方法，其特征在于，在每次Java类的密文文件更新后，通过实例化新的类加载器来加载新的密文文件类，以达到热加载的目的；并对新的类加载器释放内存空间。
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