Java技术之所以在今天得到了如此广阔的应用,其中它的安全性是不能不提的。不同于其它技术(例如 Microsoft的ActiveX)中安全性作为附加设计和补丁,Java从设计之初便考虑到了安全性。因此Java的安全性是在语言层次实现的。 Java的安全性由下列三个方面保证:
1、 语言特性(包括数组的边界检查、类型转换、取消指针型变量)。
2、 资源访问控制(包括本地文件系统访问、Socket连接访问)。
3、 代码数字签名(通过数字签名来确认代码源以及代码是否完整)。
本文主要讨论结合后两种技术来实现超越Applet的安全限制。我们先来看一下这三个方面的具体实现。我们知道Java的原代码是先编译成为一种字节码 的中间代码,存放这种代码的文件就是.class的文件。真正执行的时候是将class文件装载到JVM(虚拟机)中,然后由JVM解释执行的。所以数组 的上下界检查及合法的类型转换是通过JVM得到保证的。
Java通过一个类装载器类(ClassLoader)将虚拟机代码文件(即 class文件)装载到JVM中,当完成装载后,一个被称做安全管理器(SecurityManager)的类开始运行,这就是上面描述的第二个方面的实 现。例如当一个Applet的class文件被缺省的类装载器装载到JVM中后,JVM会立即为它装载一个SecurityManager的子类 AppletSecurity,由这个管理器来验证操作。代码的所有动作(例如文件读写)都要先经过验证,只有被该安全管理器接受的动作才能完成,否则就 会抛出SecurityException异常。那么安全管理器类是怎么判断代码的权限的呢?这就是利用Policy文件。
对于 JDK1.0,权限被笼统的划分为两大块。一是拥有所有的权限,一个是仅拥有"沙箱"(sandBox)权限,这也是普通的Applet所拥有的权限。这 时本地文件读写或是与源主机(Orignal Server)以外的主机连接都是被禁止的。这种划分的最大问题就是缺乏灵活性。例如我们希望一个Applet在用户信任的情况下能够对本地文件系统的某 个目录进行读写,但并不要通过Socket与其它主机连接。这是JDK1.0的权限划分就不能达到要求。JDK1.1后改进了权限的划分,引入了权限集 (PermissionSet)的概念。它细划了权限的放放面面,你可以有选择性的组合你需要的权限来达到特殊的要求。下图显示了这种划分:
图一中的BasicPermission还可以进一步细分为更多的细节权限,例如:AWTPermission、 RuntimePermission等等。Java通过一个后缀名为.policy的文件来组合这些权限。安装完JRE(Java Runtime Environment)后有两个缺省的权限文件,它们是:
${java.home}/lib/security/java.policy ${user.home}/.java.policy |
// Standard extensions get all permissions by default grant codeBase "file:${java.home}/lib/ext/*" { permission java.security.AllPermission; }; // default permissions granted to all domains grant { // Allows any thread to stop itself using the java.lang.Thread.stop() // method that takes no argument. // Note that this permission is granted by default only to remain // backwards compatible. // It is strongly recommended that you either remove this permission // from this policy file or further restrict it to code sources // that you specify, because Thread.stop() is potentially unsafe. // See "http://java.sun.com/notes" for more information. permission java.lang.RuntimePermission "stopThread"; // allows anyone to listen on un-privileged ports permission java.net.SocketPermission "localhost:1024-", "listen"; // "standard" properies that can be read by anyone permission java.util.PropertyPermission "java.version", "read"; permission java.util.PropertyPermission "java.vendor", "read"; permission java.util.PropertyPermission "java.vendor.url", "read"; permission java.util.PropertyPermission "java.class.version", "read"; permission java.util.PropertyPermission "os.name", "read"; permission java.util.PropertyPermission "os.version", "read"; permission java.util.PropertyPermission "os.arch", "read"; permission java.util.PropertyPermission "file.separator", "read"; permission java.util.PropertyPermission "path.separator", "read"; permission java.util.PropertyPermission "line.separator", "read"; permission java.util.PropertyPermission "java.specification.version", "read"; permission java.util.PropertyPermission "java.specification.vendor", "read"; permission java.util.PropertyPermission "java.specification.name", "read"; permission java.util.PropertyPermission "java.vm.specification.version", "read"; permission java.util.PropertyPermission "java.vm.specification.vendor", "read"; permission java.util.PropertyPermission "java.vm.specification.name", "read"; permission java.util.PropertyPermission "java.vm.version", "read"; permission java.util.PropertyPermission "java.vm.vendor", "read"; permission java.util.PropertyPermission "java.vm.name", "read"; }; |
grant codesource { permission_1; permission_2; } |
其中permission_1代表一个具体的权限描述,这里我们只来看看关于文件权限的描述,其它的权限描述是类似的。
写法 | 代表含义 |
file | 一个指定的文件 |
directory/ | 一个指定的目录 |
dirctory/* | 一个目录下的所有文件 |
dirctory/- | 指定目录及子目录的所有文件 |
- | 当前目录及子目录的所有文件 |
* | 当前目录的所有文件 |
<<ALL FILES>> | 整个文件系统 |
grant { permission java.io.FilePermission "<<ALL FILES>>" "read,write"; }; grant { permission java.io.FilePermission "<<${user.home/-} >>" "read,write,delete"; }; |
/------------------------------------- package jcomponent; import java.awt.*; import java.awt.event.*; import java.applet.*; import java.io.*; public class FileReaderApplet extends Applet { boolean isStandalone = false; TextField fileNameField; TextArea fileArea; file://Get a parameter value public String getParameter(String key, String def) { return isStandalone ? System.getProperty(key, def) : (getParameter(key) != null ? getParameter(key) : def); } file://Construct the applet public FileReaderApplet() { } file://Initialize the applet public void init() { try { jbInit(); } catch(Exception e) { e.printStackTrace(); } } file://Component initialization private void jbInit() throws Exception { this.setSize(new Dimension(400,300)); this.setLayout(new BorderLayout()); Panel panel=new Panel(); Label label=new Label("File Name"); panel.add(label); fileNameField=new TextField(25); panel.add(fileNameField); Button b=new Button("Open File"); b.addActionListener(new ActionListener(){ public void actionPerformed(ActionEvent e){ loadFile(fileNameField.getText()); } }); panel.add(b); this.add(panel,BorderLayout.NORTH); fileArea=new TextArea(); this.add(fileArea,BorderLayout.CENTER); } public void loadFile(String fileName){ try{ BufferedReader reader=new BufferedReader(new FileReader(fileName)); String context=new String(); while((context=reader.readLine())!=null){ fileArea.append(context+"/n"); } reader.close(); }catch(IOException ie){ fileArea.append(ie.getMessage()); }catch(SecurityException se){ fileArea.append("because of security constraint ,it can not do that!"); } } file://Get Applet information public String getAppletInfo() { return "This is an applet can read and write the local file system"; } } |
如果你将这个代码嵌入网页中并执行它,当你试图打开一个本地文件时就会发生SecurityException。大家跟着我进行下面的步骤就可以最终拥 有读写文件的权限。在此之前你需要有以下的工具:JDK1.1以上、JRE、HTMLConvert。这些工具在SUN的Java站点上都有,而且也是免 费的。将它们分别安装好,我们将所有涉及的文件都放在c:/admin中。
步骤一:(打包class文件)
在命令行中执行以下的语句:jar -cvf MyApplet.jar class
注意这里的所有.class文件均是放在一个class的目录中的。本步骤执行完毕后,将在c:/admin中产生一个名为MyApplet.jar的文件。
步骤二:(在网页中嵌入Applet)
这个网页的名字叫做FileReaderApplet.html,下面是嵌入Applet部分的写法:
<APPLET CODEBASE = "." CODE = "jcomponent.FileReaderApplet.class" ARCHIVE ="MyClass.jar" NAME = "TestApplet" WIDTH = 400 HEIGHT = 300 HSPACE = 0 VSPACE = 0 ALIGN = middle > </APPLET> |
keystore "file:c: /admin/pepper.store", "JKS"; grant signedBy "pepper" { permission java.io.FilePermission "<<ALL FILES>>", "read"; }; |
policy.url.1=file:${java.home}/lib/security/java.policy policy.url.2=file:${user.home}/.java.policy |
policy.url.3=file:c: /admin/applet.policy |
<!--"CONVERTED_APPLET"--> <!-- CONVERTER VERSION 1.3 --> <OBJECT classid="clsid:8AD9C840-044E-11D1-B3E9-00805F499D93" WIDTH = 400 HEIGHT = 300 NAME = "TestApplet" ALIGN = middle VSPACE = 0 HSPACE = 0 codebase="http://java.sun.com/products/plugin/1.3/jinstall-13- win32.cab#Version=1,3,0,0"> <PARAM NAME = CODE VALUE = "jcomponent.FileReaderApplet.class" > <PARAM NAME = CODEBASE VALUE = "." > <PARAM NAME = ARCHIVE VALUE = "MyApplet.jar" > <PARAM NAME = NAME VALUE = "TestApplet" > <PARAM NAME="type" VALUE="application/x-java-applet;version=1.3"> <PARAM NAME="scriptable" VALUE="false"> <COMMENT> <EMBED type="application/x-java-applet;version=1.3" CODE = "jcomponent.FileReaderApplet.class" CODEBASE = "." ARCHIVE = "MyApplet.jar" NAME = "TestApplet" WIDTH = 400 HEIGHT = 300 ALIGN = middle VSPACE = 0 HSPACE = 0 scriptable=false pluginspage="http://java.sun.com/products/plugin/1.3/plugin- install.html"><NOEMBED></COMMENT> </NOEMBED></EMBED> </OBJECT> <!-- <APPLET CODE = "jcomponent.FileReaderApplet.class" CODEBASE = "." ARCHIVE = "MyApplet.jar" WIDTH = 400 HEIGHT = 300 NAME = "TestApplet" ALIGN = middle VSPACE = 0 HSPACE = 0> </APPLET> --> <!--"END_CONVERTED_APPLET"--> |
keystore "http:// www.testApplet.com/admin/pepper.store", "JKS"; grant signedBy "pepper" { permission java.io.FilePermission "<<ALL FILES>>", "read"; }; |
policy.url.1=file:${java.home}/lib/security/java.policy policy.url.2=file:${user.home}/.java.policy policy.url.3= http:// www.testApplet.com/admin/applet.policy |