网站安全--机密性

机密性(Confidentiality)

机密性需求必须考虑的阶段

传输时
处理时
存储时

机密性的密码学应用

对称式加密

指加密与解密时，使用同一把密钥的加密方式。优点是速度非常快，相对于非加密式而言，约是100～1000倍快。缺点如下

除了传输密文，还需要传输密钥，安全性没有很好的保障
每增加一个接收方，就必须多一把密钥，造成密钥的管理困难

非对称式加密

指加密与解密时，使用不同的密钥，但公钥与私钥是配对的。非对称加密解决了对称加密的2个缺点。

HTTPS协议综合对称式加密与非对称式加密

加密应用应该遵守的原则有

使用公开的，国际机构认证的，且未遭破解的加密算法，不使用自行创建的加密方式
使用该加密方式支持的最大长度
密钥保存是关键，且应该定期更换密钥

HTTPS加密协议与服务器A的建立连线的交握过程

浏览器向服务器A要求服务器凭证 Certificate，其中包含服务器的公钥（非对称式）
服务器回传凭证 包含公钥
浏览器验证服务器凭证合法性，若通过则产生一把一次性的，只使用这次连线的对称式密钥（称之为Session Key）
使用服务器提供的公钥将Session Key加密成密文，传输给服务器端
服务器用密钥将密文解开，取得Session Key
后续双方传输的资料内容就使用Session Key进行加密和解密

Tomcat开启HTTPS

修改Tomcat的server.xml文件，将Connector的一段做如下修改

<Connector protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol" port="443" maxThreads="200" scheme="https" secure="true" SSLEnabled="true" keystoreFile="%HOME%/.keystore" keystorePass="changeit" sslProtocol="TLSv1.2" sslEnabledProtocols="TLSv1.1,TLSv1.2" clientAuth="false"/>

参数说明

port
协定开启的端口，HTTPS通常使用443
maxThreads
代表最高需要启动多少的线程进行服务，可以维持预设值
scheme
决定调用request.getScheme()方法时的返回值，建议设置为https
secure
代表开启request.isSecure()这个方法，透过这个方法可以得知目前HTTP会谈连线Session是否为安全通道连线，建议设置为true
SSLEnabled
是否启用SSL/TLS协议，需设定为true
keystoreFile
HTTPS协议中服务器端所要使用的非对称式加密私钥对的实际档案位置。Tomcat支持的文件格式为JKS，PKCS11，PKCS12三种。其中JKS是Java标准中存放密钥的自定义格式。
keystorePass
产生上述档案时设置的密码

sslProtocol
默认启用的SSL版本。

Tomcat版本	SSL版本
7以上	建议设置TLSv1.2。此时默认启用的SSL版本有TLSv1.2，TLSv1.1，TLSv1，SSLv3（按版本由新到旧排序）
6版本	建议设置TLSv1.1。此时默认启用的SSL版本有TLSv1.1，TLSv1，SSLv3

sslEnabledProtocols
强制指定可以使用哪些SSL版本。举例，当sslProtocol参数设定为TLSv1.2时，客户端浏览器仍然可以选用SSLv3，TLSv1，TLSv1.1，TLSv1.2等。
clientAuth
是否进行客户端凭证验证

传输加密

Java中的传输加密标准为JSSE （Java Secure Socket Extension），其提供了API让Java开发者能够很容易的使用SSL/TSL技术。

Java的双向传输：传输双方，客户端与服务器端都有各自的KeyStore和TrustStore。服务器端的KeyStore用来存放自己本身的密钥对（包含私钥，公钥和凭证），TrustStore用来存放默认信任的客户端的凭证。客户端的KeyStore用来存放客户端自己本身的密钥对，TrustStore用来存放默认信任的服务器端凭证。

存储加密

Java 8版本已内建BASE64 Encoder和Decoder，可使用如下方法

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import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.util.Base64;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        try {
            Base64.Encoder encoder = java.util.Base64.getEncoder();
            Base64.Decoder decoder = java.util.Base64.getDecoder();

            KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("AES");
            keyGenerator.init(128);
            SecretKey key      = keyGenerator.generateKey();
            byte[]    origData = "This String will be encrypt".getBytes("UTF-8");
            Cipher    cipher   = Cipher.getInstance("AES");
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
            byte[] encryptBin = cipher.doFinal(origData);
            String keyString  = encoder.encodeToString(key.getEncoded());
            System.out.println(" Secret Key : " + keyString);
            String encryptText = new String(encoder.encode(encryptBin));
            System.out.println("Encrypt Text:" + encryptText);
            SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(decoder.decode(keyString), "AES");
            Cipher        decryptCipher = Cipher.getInstance("AES");
            decryptCipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);
            byte[] decryptText = decryptCipher.doFinal(decoder.decode(encryptText));
            System.out.println("Decrypt Text:" + new String(decryptText));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

目前Java标准版本中密码学应用(Java Cryptography Extension)的预设强度都被加以限制，不准许开发者使用各加密算法的最大的密钥长度。而只要在Oracle官网下载JDK时，同意该页面的一个选项 Java Cryptography Extension (JCE) Unlimited Strength Jurisdiction Policy Files for JDK/JRE 7。即可下载UnlimitedJCEPolicyJDK7.zip，解压缩后可得local_policy.jar 和 US_export_policy.jar两个文件，将其放置于$JRE_HOME/lib/security文件夹下，取代原有的文件即可。

机密性与OWASP

发生原因
- 最常见的是未加密敏感数据
- 使用脆弱的密钥管理方式，脆弱的加密算法和不够高的密钥长度
常见种类
- 敏感资料传输未使用加密通道。密码等敏感数据未使用加密，或未加salt(即密码加盐操作)
威胁来源
- 考虑谁可以存取资料，包含于传输过程，存储时，甚至备份后
攻击困难度
- 高，攻击者通常不通过暴力破解密码，而是通过窃取密钥，或是中间人攻击(man in the middle)，或趁传输前后，存储前后，即密码还是明文时窃取
散播性
- 低，该弱点不具有散播性
可侦测性
- 中，必须全面考虑敏感数据的生命周期中各阶段的保护措施
技术面影响
- 高，依赖于保护措施
商业面影响
- 高

本博文是学习笔记，参考对象是蔡宗霖的《Java网站安全防护实务手册【软体开发安全技术的九大黄金准则】》