Jar 包加密

Jar 包加密

一、分类

主流的加密方式有两种：

1. 字节码混淆
2. 字节码转换

1.1 字节码混淆

字节码混淆就是对类名、字段名、方法名进行替换，让其变得无意义，使其他人反编译后很难读懂，但并不影响逻辑。

1.2 字节码转换

字节码转换是指对编译后的class文件进行加密，在类加载的时候再解密。加密直接使用加密算法；解密通过类加载器，基于-agentJava:xxx.jar，通过Premain-Class向Instrumentation注入ClassFileTransformer，然后在ClassFileTransformer中解密。

代码混淆，上手最简单，加密级别比较低，也容易破解；字节码转换相对加密安全系数较高，所以我们采用后者进行加密。

二、开源框架

字节码转换方式有两个主流的开源框架：

1. XJar
2. ClassFinal

2.1 XJar

可以避免源码泄露以及反编译。该项目的实现方式是对class文件完全加密，修改了jar中的META-INF/MANIFEST.MF，将原有的Main-Class修改为Jar-Main-Class，并增加Main-Class，启动Main-Class时，在原有类加载器的同级别中增加一个自定义的类加载器，通过该类加载器实现加密文件的解密，然后反射调用Jar-Main-Class对应类的main方法去启动应用。支持SpringBoot应用。

2.2 ClassFinal

整体不错，对SpringBoot支持也好，其逻辑就是基于-agentJava:xxx.jar这一套原理，加密时对class文件做了两次处理，一次是对class文件的字节码完全加密，一次是对class文件混淆，这个混淆是保留成员变量和方法，只对方法的内部实现进行隐藏；解密时，判断如果该类是自己加密过的，就找到加密的字节码进行解密，如果不是自己加密的就跳过。其对class文件混淆，就是方便SpringBoot这种三方框架直接分析class文件。

三、XJar实践

3.1 功能特性

1. 无代码侵入，只需要把编译好的JAR包通过工具加密即可；
2. 完全内存解密，降低源码和字节码泄露/反编译的风险；
3. 支持所有JDK内置加解密算法；
4. 动态生成Go启动器, 保护密码不泄露；

3.2 使用步骤

首先导入依赖：

<project>
    
    <repositories>
        <repository>
            <id>jitpack.ioid>
            <url>https://jitpack.iourl>
        repository>
    repositories>
    
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>com.github.core-libgroupId>
            <artifactId>xjarartifactId>
            <version>4.0.2version>
            
        dependency>
    dependencies>
project>

通过测试类对目标jar包进行加密处理：

public class MainTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        XCryptos.encryption()
                .from("/Users/wshuo/Developer/demo1/target/demo1-0.0.1-SNAPSHOT.jar")
                .use("io.xjar")
                .include("/com/example/**/*.class")
                .to("/Users/wshuo/Downloads/encrypted.jar");
    }
}

其中use方法里的参数即为用于加密的密码。

可以得到三个文件：

1. encrypted.jar
2. xjar.go
3. xjar_agentable.go

其中第二个是go编写的脚本文件，称之为go启动器，需要在有go开发环境的机器上编译：

go build ./xjar.go

编译完成之后会得到一个xjar的可执行文件，如果是windows系统则为xjar.exe。

sudo ./xjar java --add-opens java.base/jdk.internal.loader=ALL-UNNAMED -jar ./demo1-0.0.1-SNAPSHOT.xjar

最后执行该可执行文件即可。

3.3 报错

执行xjar的时候发现报错：

Exception in thread "main" java.lang.reflect.InaccessibleObjectException: Unable to make field private final jdk.internal.loader.URLClassPath java.net.URLClassLoader.ucp accessible: module java.base does not "opens java.net" to unnamed module @34340fab
	at java.base/java.lang.reflect.AccessibleObject.checkCanSetAccessible(AccessibleObject.java:354)
	at java.base/java.lang.reflect.AccessibleObject.checkCanSetAccessible(AccessibleObject.java:297)
	at java.base/java.lang.reflect.Field.checkCanSetAccessible(Field.java:178)
	at java.base/java.lang.reflect.Field.setAccessible(Field.java:172)
	at io.xjar.reflection.XReflection.field(XReflection.java:20)
	at io.xjar.boot.XBootClassLoader.<init>(XBootClassLoader.java:41)
	at io.xjar.boot.XJarLauncher.createClassLoader(XJarLauncher.java:31)
	at org.springframework.boot.loader.ExecutableArchiveLauncher.createClassLoader(ExecutableArchiveLauncher.java:109)
	at org.springframework.boot.loader.Launcher.launch(Launcher.java:55)
	at io.xjar.boot.XJarLauncher.launch(XJarLauncher.java:26)
	at io.xjar.boot.XJarLauncher.main(XJarLauncher.java:22)
panic: exit status 1

网上给出相关错误原因，以及解决方案，但是未生效。

https://www.coder.work/article/61641

https://stackoverflow.com/questions/41265266

尝试了以下命令，都不行：

sudo ./xjar java --add-opens java.base/jdk.internal.loader=ALL-UNNAMED -jar ./encrypted.jar
sudo ./xjar java --permit-illegal-access -jar ./encrypted.jar
sudo ./xjar java --illegal-access -jar ./encrypted.jar

报错如下：

Unrecognized option: --illegal-access
Error: Could not create the Java Virtual Machine.
Error: A fatal exception has occurred. Program will exit.
panic: exit status 1

执行下面的命令：

sudo ./xjar java --illegal-access=warn --add-opens java.base/jdk.internal.loader=ALL-UNNAMED -jar ./encrypted.jar

这段命令的意思是，在启动虚拟机的时候，增加一个选项表示违法访问，出现以下提示信息：

Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM warning: Ignoring option --illegal-access=warn; support was removed in 17.0

说明强制非法访问，已经在JDK17中移除了。不可以再使用illegal-access选项来访问JDK的内部元素。

出现这个错误的原因是JDK9往后引入了Java Platform Module System（模块化）的概念，每个模块都是强封装的，而我们启动JAR包需要用到反射去访问目标类，这里提示没有权限；那我们只能在命令里增加参数，来特定打开某些需要打开的包才能正常启动项目，下面的命令增加了启动参数，JAR包可以正常执行。

sudo ./xjar java --add-opens java.base/jdk.internal.loader=ALL-UNNAMED --add-opens java.base/java.lang=ALL-UNNAMED --add-opens java.base/java.net=ALL-UNNAMED -jar ./encrypted.jar

3.4 拓展

如果觉得以上加密操作很麻烦，还需要编写单元测试，XJar还提供了maven插件，可以在打包的同时对jar包进行加密。使用方法如下：

<project>
    
    <pluginRepositories>
        <pluginRepository>
            <id>jitpack.ioid>
            <url>https://jitpack.iourl>
        pluginRepository>
    pluginRepositories>
    
    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>com.github.core-libgroupId>
                <artifactId>xjar-maven-pluginartifactId>
                <version>4.0.2version>
                <executions>
                    <execution>
                        <goals>
                            <goal>buildgoal>
                        goals>
                        <phase>packagephase>
                        
                        <configuration>
                            <password>io.xjarpassword>
                            
                        configuration>
                    execution>
                executions>
            plugin>
        plugins>
    build>
project>

加密操作的命令就简化为了：

mvn xjar:build -Dxjar.password=io.xjar -Dxjar.targetDir=/directory/to/save/target.xjar

和打包操作一起：

mvn clean install -Dxjar.password=io.xjar -Dxjar.targetDir=/directory/to/save/encrypted

命令执行完成之后会在指定目录出现三个文件：

1. demo1-0.0.1.xjar
2. xjar.go
3. xjar_agentable.go

继续编译go文件：

go build ./xjar.go

编译完成之后得到一个xjar文件，执行下面的命令：

sudo ./xjar java --add-opens java.base/jdk.internal.loader=ALL-UNNAMED --add-opens java.base/java.lang=ALL-UNNAMED --add-opens java.base/java.net=ALL-UNNAMED -jar ./demo1-0.0.1.xjar

项目即可正常启动。