使用SM4国密加密算法对Spring Boot项目数据库连接信息以及yaml文件配置属性进行加密配置（读取时自动解密）

一、前言

在业务系统开发过程中，我们必不可少的会使用数据库，在应用开发过程中，数据库连接信息往往都是以明文的方式配置到yaml配置文件中的，这样有密码泄露的风险，那么有没有什么方式可以避免呢？方案当然是有的，就是对数据库密码配置的时候进行加密，然后读取的时候再进行解密，这样就可以避免敏感信息泄露了。

二、SM4算法

目前市面上流行的加密算法有很多，本次我们采用国产加密算法SM4进行介绍。

SM4加密算法是一种分组对接加密算法，详细信息可以参考百度百科：

SM4：SM4百科

三、数据库配置信息加解密

1. 导入相关加解密依赖

    org.bouncycastle    bcprov-jdk15to18    1.76    cn.hutool    hutool-all    5.8.25

2. 编写加解密工具类

import cn.hutool.crypto.SmUtil;import cn.hutool.crypto.symmetric.SM4;public class SM4Utils {    /**     * SM4是对称加密，需要设置一个加解密秘钥     * 
     * System.out.println(Arrays.toString("@Jhx2024#$%^&*!+".getBytes(StandardCharsets.UTF_8)));     * 特别注意字符串key的长度需要16位     */    private static final byte[] keys = new byte[]{64, 74, 104, 120, 50, 48, 50, 52, 35, 36, 37, 94, 38, 42, 33, 43};    /**     * 创建一个SM4加解密对象     */    private static final SM4 sm4 = SmUtil.sm4(keys);    /**     * 设置一个标识符，标识@SM4@- 开头的字符串是经过SM4加密的需要解密     */    public static final String SM4_PREFIX = "@SM4@-";    /**     * 对字符串进行加密     *     * @param value     * @return     */    public static String encryptStr(String value) {        // 对加密的字符串添加前缀，方便标识这是一个加密以后的字符串        return SM4_PREFIX + sm4.encryptBase64(value);    }    /**     * 对字符串进行解密     *     * @param encryptValue     * @return     */    public static String decryptStr(String encryptValue) {        // 解密时，需要去除加密标识符        return encryptValue.startsWith(SM4_PREFIX) ? sm4.decryptStr(encryptValue.substring(SM4_PREFIX.length())) : encryptValue;    }}

注意：字符串key的长度需要16位，否则会报错：

Exception in thread "main" cn.hutool.crypto.CryptoException: InvalidKeyException: SM4 requires a 128 bit keyat cn.hutool.crypto.symmetric.SymmetricCrypto.encrypt(SymmetricCrypto.java:277)at cn.hutool.crypto.symmetric.SymmetricEncryptor.encrypt(SymmetricEncryptor.java:139)at cn.hutool.crypto.symmetric.SymmetricEncryptor.encryptBase64(SymmetricEncryptor.java:159)at com.learn.util.SM4Utils.encryptStr(SM4Utils.java:34)at com.learn.SnowFlakeDemoApplication.main(SnowFlakeDemoApplication.java:17)Caused by: java.security.InvalidKeyException: SM4 requires a 128 bit keyat org.bouncycastle.jcajce.provider.symmetric.util.BaseBlockCipher.engineInit(Unknown Source)at javax.crypto.Cipher.init(Cipher.java:1246)at javax.crypto.Cipher.init(Cipher.java:1186)at cn.hutool.crypto.CipherWrapper.initMode(CipherWrapper.java:116)at cn.hutool.crypto.symmetric.SymmetricCrypto.initMode(SymmetricCrypto.java:415)at cn.hutool.crypto.symmetric.SymmetricCrypto.encrypt(SymmetricCrypto.java:274)... 4 more

3. SM4工具类测试

• 测试代码

  String str = "hello, world";System.out.println("原始字符串: " + str);str = SM4Utils.encryptStr(str);System.out.println("经过SM4默认秘钥加密字符串: " + str);str = SM4Utils.decryptStr(str);System.out.println("经过SM4默认秘钥解密字符串: " + str);

• 测试结果

  4. 对数据库配置信息进行加解密

  1. 修改数据库配置信息

  对数据库配置信息进行加密，加密信息的生成需要使用我们自定义的SM4Utils工具类：

  spring:  datasource:    url: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/uid    username: '@SM4@-tWyNqklSTiV5W3gN4dTQ2g=='    password: '@SM4@-tWyNqklSTiV5W3gN4dTQ2g=='

  此时，启动项目，数据库信息加载时，肯定会报错：

  2. 自定义数据源解密

  针对加密的数据库配置信息，需要自定义解密，所以需要自定义一个DataSource对象：

  import com.learn.util.SM4Utils;import com.zaxxer.hikari.HikariDataSource;public class MyHikariDataSource extends HikariDataSource {    @Override    public String getUsername() {        // 对用户名进行解密        return SM4Utils.decryptStr(super.getUsername());    }    @Override    public String getPassword() {        // 对密码进行解密        return SM4Utils.decryptStr(super.getPassword());    }}

  3.修改数据库配置

  spring:  datasource:    url: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/uid    username: '@SM4@-tWyNqklSTiV5W3gN4dTQ2g==' # 经过SM4Utils.encryptStr方法加密    password: '@SM4@-tWyNqklSTiV5W3gN4dTQ2g==' # 经过SM4Utils.encryptStr方法加密    type: com.learn.db.MyHikariDataSource  # 指定自定义的DataSource类

  注意：我这里是使用的spring boot默认HikariDataSource数据源，所以自定义DataSource继承HikariDataSource类，如果是其他数据源，比如druid数据源，继承Druid的DataSource类即可。

  4. 启动测试

  启动不报错，业务正常，改造完成。

  四、扩展——支持对所有配置属性加解密

  针对上述对数据库加解密思路可以发现，这套逻辑也适用于针对spring boot所有属性的读取。

  1. 导入jasypt-spring-boot-starter依赖

  Jasypt为Spring Boot应用提供property sources的加密支持。

      com.github.ulisesbocchio    jasypt-spring-boot-starter    3.0.5

  2. 自定义加密属性探测器实现

  package com.learn.pro;import com.learn.util.SM4Utils;import com.ulisesbocchio.jasyptspringboot.EncryptablePropertyDetector;public class MyEncryptablePropertyDetector implements EncryptablePropertyDetector {    /**     * 判断是否是需要解密的字符串     *     * @param s     * @return     */    @Override    public boolean isEncrypted(String s) {        if (s != null) {            return s.startsWith(SM4Utils.SM4_PREFIX); // 判断是否有SM4加密标识        }        return false;    }    /**     * 获取截取掉加密标识以后的字符串     *     * @param s     * @return     */    @Override    public String unwrapEncryptedValue(String s) {        return s.substring(SM4Utils.SM4_PREFIX.length());    }}

  3. 自定义密码解析器

  package com.learn.pro;import com.learn.util.SM4Utils;import com.ulisesbocchio.jasyptspringboot.EncryptablePropertyResolver;public class MyEncryptablePropertyResolver implements EncryptablePropertyResolver {    private MyEncryptablePropertyDetector encryptablePropertyDetector;    public MyEncryptablePropertyResolver(MyEncryptablePropertyDetector encryptablePropertyDetector) {        this.encryptablePropertyDetector = encryptablePropertyDetector;    }    @Override    public String resolvePropertyValue(String s) {        /**         * 判断是否需要解密，如果需要解密则返回解密以后的值         */        if (encryptablePropertyDetector.isEncrypted(s)) {            return SM4Utils.decryptStr(s);        }        return s;    }}

  4. 自定义装配类生效

  package com.learn.pro;import com.ulisesbocchio.jasyptspringboot.EncryptablePropertyResolver;import org.springframework.context.annotation.Bean;import org.springframework.context.annotation.Configuration;@Configurationpublic class MyJasyptConfig {    @Bean    public MyEncryptablePropertyDetector encryptablePropertyDetector() {        return new MyEncryptablePropertyDetector();    }    @Bean    public EncryptablePropertyResolver encryptablePropertyResolver() {        return new MyEncryptablePropertyResolver(encryptablePropertyDetector());    }}

  5. 测试

  我们这里自定义一个属性，进行加密测试，加密信息的生成需要使用我们自定义的SM4Utils工具类：

  sm4:  test: "@SM4@-1LnppEtMiTgGtTJ4shhYMg=="  # SM4Utils.encryptStr("hello, SM4!")

  测试代码：

  import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;import org.springframework.boot.SpringApplication;import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;import javax.annotation.PostConstruct;@SpringBootApplicationpublic class DemoApplication {    @Value("${sm4.test}")    private String sm4Test;    private static DemoApplication demoApplication;    @PostConstruct    public void init() {        demoApplication = this;    }    public static void main(String[] args) {        SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);        System.out.println("\n获取属性sm4.test = "+ demoApplication.sm4Test);    }}

  测试结果：

  到此，一个通用的spring boot配置文件加密，默认解密功能就完成啦。