java可以编黑客程序吗?

cmaedu.com不可以！

cmaedu.comjava程序运行是需要虚拟机（JVM）支持的，也就是运行java程序的机器必须安装有jre或者jdk，你怎么保证被黑的机器上装了？如果没装，都运行不了，怎么黑别人？

cmaedu.com

怎么样才能写出安全的Java代码？不被黑客攻击？

cmaedu.com在本文中，我们讨论了对付 13 种不同静态暴露的技巧。对于每种暴露，我们解释了不处理这些安全性问题所造成的影响。我们还为您推荐了一些准则，要开发不受这些静态安全性暴露威胁的、健壮且安全的 Java 应用程序，您应该遵循这些准则。一有合适的时机，我们就提供代码样本（既有暴露的代码也有无暴露的代码）。

cmaedu.com对付高严重性暴露的技巧

请遵循下列建议以避免高严重性静态安全性暴露：

限制对变量的访问

cmaedu.com让每个类和方法都成为 final，除非有足够的理由不这样做

cmaedu.com不要依赖包作用域

使类不可克隆

使类不可序列化

cmaedu.com使类不可逆序列化

避免硬编码敏感数据

cmaedu.com查找恶意代码

cmaedu.com限制对变量的访问

如果将变量声明为 public，那么外部代码就可以操作该变量。这可能会导致安全性暴露。

影响

cmaedu.com如果实例变量为 public，那么就可以在类实例上直接访问和操作该实例变量。将实例变量声明为 protected 并不一定能解决这一问题：虽然不可能直接在类实例基础上访问这样的变量，但仍然可以从派生类访问这个变量。

cmaedu.com清单 1 演示了带有 public 变量的代码，因为变量为 public 的，所以它暴露了。

清单 1. 带有 public 变量的代码

class Test {

public int id;

cmaedu.com protected String name;

Test(){

id = 1;

name = "hello world";

//code

public class MyClass extends Test{

public void methodIllegalSet(String name){

this.name = name; // this should not be allowed

cmaedu.com public static void main(String[] args){

cmaedu.com Test obj = new Test();

cmaedu.com obj.id = 123; // this should not be allowed

MyClass mc = new MyClass();

mc.methodIllegalSet("Illegal Set Value");

cmaedu.com建议

一般来说，应该使用取值方法而不是 public 变量。按照具体问题具体对待的原则，在确定哪些变量特别重要因而应该声明为 private 时，请将编码的方便程度及成本同安全性需要加以比较。清单 2 演示了以下列方式来使之安全的代码：

cmaedu.com清单 2. 不带有 public 变量的代码

cmaedu.comclass Test {

private int id;

cmaedu.com private String name;

Test(){

cmaedu.com id = 1;

cmaedu.com name = "hello world";

cmaedu.com public void setId(int id){

this.id = id;

cmaedu.com public void setName(String name){

cmaedu.com this.name = name;

public int getId(){

return id;

public String getName(){

cmaedu.com return name;

让每个类和方法都为 final

cmaedu.com不允许扩展的类和方法应该声明为 final。这样做防止了系统外的代码扩展类并修改类的行为。

cmaedu.com影响

仅仅将类声明为非 public 并不能防止攻击者扩展类，因为仍然可以从它自己的包内访问该类。

建议

cmaedu.com让每个类和方法都成为 final，除非有足够的理由不这样做。按此建议，我们要求您放弃可扩展性，虽然它是使用诸如 Java 语言之类的面向对象语言的主要优点之一。在试图提供安全性时，可扩展性却成了您的敌人；可扩展性只会为攻击者提供更多给您带来麻烦的方法。

cmaedu.com不要依赖包作用域

没有显式地标注为 public、private 或 protected 的类、方法和变量在它们自己的包内是可访问的。

cmaedu.com影响

如果 Java 包不是封闭的，那么攻击者就可以向包内引入新类并使用该新类来访问您想保护的内容。诸如 java.lang 之类的一些包缺省是封闭的，一些 JVM 也让您封闭自己的包。然而，您最好假定包是不封闭的。

cmaedu.com建议

cmaedu.com从软件工程观点来看，包作用域具有重要意义，因为它可以阻止对您想隐藏的内容进行偶然的、无意中的访问。但不要依靠它来获取安全性。应该将类、方法和变量显式标注为 public、private 或 protected 中适合您特定需求的那种。

使类不可克隆

克隆允许绕过构造器而轻易地复制类实例。

影响

cmaedu.com即使您没有有意使类可克隆，外部源仍然可以定义您的类的子类，并使该子类实现 java.lang.Cloneable。这就让攻击者创建了您的类的新实例。拷贝现有对象的内存映象生成了新的实例；虽然这样做有时候是生成新对象的可接受方法，但是大多数时候是不可接受的。清单 3 说明了因为可克隆而暴露的代码：

清单 3. 可克隆代码

class MyClass{

private int id;

private String name;

public MyClass(){

id=1;

name="HaryPorter";

public MyClass(int id,String name){

this.id=id;

this.name=name;

public void display(){

cmaedu.com System.out.println("Id ="+id+"

"+"Name="+name);

cmaedu.com// hackers code to clone the user class

public class Hacker extends MyClass implements Cloneable {

public static void main(String[] args){

cmaedu.com Hacker hack=new Hacker();

cmaedu.com try{

cmaedu.com MyClass o=(MyClass)hack.clone();

o.display();

cmaedu.com catch(CloneNotSupportedException e){

e.printStackTrace();

建议

cmaedu.com要防止类被克隆，可以将清单 4 中所示的方法添加到您的类中：

cmaedu.com清单 4. 使您的代码不可克隆

public final Object clone()

cmaedu.com throws java.lang.CloneNotSupportedException{

throw new java.lang.CloneNotSupportedException();

cmaedu.com如果想让您的类可克隆并且您已经考虑了这一选择的后果，那么您仍然可以保护您的类。要做到这一点，请在您的类中定义一个为 final 的克隆方法，并让它依赖于您的一个超类中的一个非 final 克隆方法，如清单 5 中所示：

cmaedu.com清单 5. 以安全的方式使您的代码可克隆

cmaedu.com public final Object clone()

throws java.lang.CloneNotSupportedException {

super.clone();

类中出现 clone() 方法防止攻击者重新定义您的 clone 方法。

cmaedu.com使类不可序列化

序列化允许将类实例中的数据保存在外部文件中。闯入代码可以克隆或复制实例，然后对它进行序列化。

影响

cmaedu.com序列化是令人担忧的，因为它允许外部源获取对您的对象的内部状态的控制。这一外部源可以将您的对象之一序列化成攻击者随后可以读取的字节数组，这使得攻击者可以完全审查您的对象的内部状态，包括您标记为 private 的任何字段。它也允许攻击者访问您引用的任何对象的内部状态。

建议

要防止类中的对象被序列化，请在类中定义清单 6 中的 writeObject() 方法：

cmaedu.com清单 6. 防止对象序列化

cmaedu.com private final void writeObject(ObjectOutputStream out)

throws java.io.NotSerializableException {

throw new java.io.NotSerializableException("This object cannot

cmaedu.com be serialized");

cmaedu.com通过将 writeObject() 方法声明为 final，防止了攻击者覆盖该方法。

使类不可逆序列化

通过使用逆序列化，攻击者可以用外部数据或字节流来实例化类。

cmaedu.com影响

不管类是否可以序列化，都可以对它进行逆序列化。外部源可以创建逆序列化成类实例的字节序列。这种可能为您带来了大量风险，因为您不能控制逆序列化对象的状态。请将逆序列化作为您的对象的另一种公共构造器 — 一种您无法控制的构造器。

建议

要防止对对象的逆序列化，应该在您的类中定义清单 7 中的 readObject() 方法：

清单 7. 防止对象逆序列化

private final void readObject(ObjectInputStream in)

throws java.io.NotSerializableException {

throw new java.io.NotSerializableException("This object cannot

cmaedu.com be deserialized");

cmaedu.com通过将该方法声明为 final，防止了攻击者覆盖该方法。

避免硬编码敏感数据

您可能会尝试将诸如加密密钥之类的秘密存放在您的应用程序或库的代码。对于你们开发人员来说，这样做通常会把事情变得更简单。

影响

cmaedu.com任何运行您的代码的人都可以完全访问以这种方法存储的秘密。没有什么东西可以防止心怀叵测的程序员或虚拟机窥探您的代码并了解其秘密。

建议

cmaedu.com可以以一种只可被您解密的方式将秘密存储在您代码中。在这种情形下，秘密只在于您的代码所使用的算法。这样做没有多大坏处，但不要洋洋得意，认为这样做提供了牢固的保护。您可以遮掩您的源代码或字节码 — 也就是，以一种为了解密必须知道加密格式的方法对源代码或字节码进行加密 — 但攻击者极有可能能够推断出加密格式，对遮掩的代码进行逆向工程从而揭露其秘密。

这一问题的一种可能解决方案是：将敏感数据保存在属性文件中，无论什么时候需要这些数据，都可以从该文件读取。如果数据极其敏感，那么在访问属性文件时，您的应用程序应该使用一些加密／解密技术。

cmaedu.com查找恶意代码

cmaedu.com从事某个项目的某个心怀叵测的开发人员可能故意引入易受攻击的代码，打算日后利用它。这样的代码在初始化时可能会启动一个后台进程，该进程可以为闯入者开后门。它也可以更改一些敏感数据。

cmaedu.com这样的恶意代码有三类：

cmaedu.com类中的 main 方法

cmaedu.com定义过且未使用的方法

注释中的死代码

影响

cmaedu.com入口点程序可能很危险而且有恶意。通常，Java 开发人员往往在其类中编写 main() 方法，这有助于测试单个类的功能。当类从测试转移到生产环境时，带有 main() 方法的类就成为了对应用程序的潜在威胁，因为闯入者将它们用作入口点。

请检查代码中是否有未使用的方法出现。这些方法在测试期间将会通过所有的安全检查，因为在代码中不调用它们 — 但它们可能含有硬编码在它们内部的敏感数据（虽然是测试数据）。引入一小段代码的攻击者随后可能调用这样的方法。

cmaedu.com避免最终应用程序中的死代码（注释内的代码）。如果闯入者去掉了对这样的代码的注释，那么代码可能会影响系统的功能性。

cmaedu.com可以在清单 8 中看到所有三种类型的恶意代码的示例：

cmaedu.com清单 8. 潜在恶意的 Java 代码

public void unusedMethod(){

cmaedu.com // code written to harm the system

public void usedMethod(){

//unusedMethod(); //code in comment put with bad intentions,

//might affect the system if uncommented

cmaedu.com // int x = 100;

// x=x+10; //Code in comment, might affect the

//functionality of the system if uncommented

建议

cmaedu.com应该将（除启动应用程序的 main() 方法之外的）main() 方法、未使用的方法以及死代码从应用程序代码中除去。在软件交付使用之前，主要开发人员应该对敏感应用程序进行一次全面的代码评审。应该使用“Stub”或“dummy”类代替 main() 方法以测试应用程序的功能。

对付中等严重性暴露的技巧

cmaedu.com请遵循下列建议以避免中等严重性静态安全性暴露：

cmaedu.com不要依赖初始化

不要通过名称来比较类

不要使用内部类

cmaedu.com不要依赖初始化

您可以不运行构造器而分配对象。这些对象使用起来不安全，因为它们不是通过构造器初始化的。

cmaedu.com影响

在初始化时验证对象确保了数据的完整性。

cmaedu.com例如，请想象为客户创建新帐户的 Account 对象。只有在 Account 期初余额大于 0 时，才可以开设新帐户。可以在构造器里执行这样的验证。有些人未执行构造器而创建 Account 对象，他可能创建了一个具有一些负值的新帐户，这样会使系统不一致，容易受到进一步的干预。

建议

在使用对象之前，请检查对象的初始化过程。要做到这一点，每个类都应该有一个在构造器中设置的私有布尔标志，如清单 9 中的类所示。在每个非 static 方法中，代码在任何进一步执行之前都应该检查该标志的值。如果该标志的值为 true，那么控制应该进一步继续；否则，控制应该抛出一个例外并停止执行。那些从构造器调用的方法将不会检查初始化的变量，因为在调用方法时没有设置标志。因为这些方法并不检查标志，所以应该将它们声明为 private 以防止用户直接访问它们。

cmaedu.com清单 9. 使用布尔标志以检查初始化过程

public class MyClass{

private boolean initialized = false;

//Other variables

public MyClass (){

cmaedu.com //variable initialization

method1();

initialized = true;

cmaedu.com private void method1(){ //no need to check for initialization variable

cmaedu.com //code

cmaedu.com public void method2(){

try{

if(initialized==true){

cmaedu.com //proceed with the business logic

else{

cmaedu.com throw new Exception("Illegal State Of the object");

cmaedu.com }catch(Exception e){

e.printStackTrace();

如果对象由逆序列化进行初始化，那么上面讨论的验证机制将难以奏效，因为在该过程中并不调用构造器。在这种情况下，类应该实现 ObjectInputValidation 接口：

cmaedu.com清单 10. 实现 ObjectInputValidation

interface java.io.ObjectInputValidation {

cmaedu.com public void validateObject() throws InvalidObjectException;

所有验证都应该在 validateObject() 方法中执行。对象还必须调用 ObjectInputStream.RegisterValidation() 方法以为逆序列化对象之后的验证进行注册。 RegisterValidation() 的第一个参数是实现 validateObject() 的对象，通常是对对象自身的引用。注：任何实现 validateObject() 的对象都可能充当对象验证器，但对象通常验证它自己对其它对象的引用。RegisterValidation() 的第二个参数是一个确定回调顺序的整数优先级，优先级数字大的比优先级数字小的先回调。同一优先级内的回调顺序则不确定。

cmaedu.com当对象已逆序列化时，ObjectInputStream 按照从高到低的优先级顺序调用每个已注册对象上的 validateObject()。

不要通过名称来比较类

cmaedu.com有时候，您可能需要比较两个对象的类，以确定它们是否相同；或者，您可能想看看某个对象是否是某个特定类的实例。因为 JVM 可能包括多个具有相同名称的类（具有相同名称但却在不同包内的类），所以您不应该根据名称来比较类。

cmaedu.com影响

如果根据名称来比较类，您可能无意中将您不希望授予别人的权利授予了闯入者的类，因为闯入者可以定义与您的类同名的类。

cmaedu.com例如，请假设您想确定某个对象是否是类 com.bar.Foo 的实例。清单 11 演示了完成这一任务的错误方法：

cmaedu.com清单 11. 比较类的错误方法

cmaedu.com if(obj.getClass().getName().equals("Foo")) // Wrong!

// objects class is named Foo

}else{

// object's class has some other name

建议

在那些非得根据名称来比较类的情况下，您必须格外小心，必须确保使用了当前类的 ClassLoader 的当前名称空间，如清单 12 中所示：

清单 12. 比较类的更好方法

if(obj.getClass() == this.getClassLoader().loadClass("com.bar.Foo")){

// object's class is equal to

cmaedu.com //the class that this class calls "com.bar.Foo"

cmaedu.com }else{

// object's class is not equal to the class that

// this class calls "com.bar.Foo"

cmaedu.com然而，比较类的更好方法是直接比较类对象看它们是否相等。例如，如果您想确定两个对象 a 和 b 是否属同一个类，那么您就应该使用清单 13 中的代码：

cmaedu.com清单 13. 直接比较对象来看它们是否相等

cmaedu.com if(a.getClass() == b.getClass()){

cmaedu.com // objects have the same class

cmaedu.com }else{

cmaedu.com // objects have different classes

尽可能少用直接名称比较。

cmaedu.com不要使用内部类

Java 字节码没有内部类的概念，因为编译器将内部类转换成了普通类，而如果没有将内部类声明为 private，则同一个包内的任何代码恰好能访问该普通类。

影响

因为有这一特性，所以包内的恶意代码可以访问这些内部类。如果内部类能够访问括起外部类的字段，那么情况会变得更糟。可能已经将这些字段声明为 private，这样内部类就被转换成了独立类，但当内部类访问外部类的字段时，编译器就将这些字段从专用（private）的变为在包（package）的作用域内有效的。内部类暴露了已经够糟糕的了，但更糟糕的是编译器使您将某些字段成为 private 的举动成为徒劳。

建议 如果能够不使用内部类就不要使用内部类。

cmaedu.com对付低严重性暴露的技巧

请遵循下列建议以避免低严重性静态安全性暴露：

cmaedu.com避免返回可变对象

检查本机方法

cmaedu.com避免返回可变对象

cmaedu.comJava 方法返回对象引用的副本。如果实际对象是可改变的，那么使用这样一个引用调用程序可能会改变它的内容，通常这是我们所不希望见到的。

影响

请考虑这个示例：某个方法返回一个对敏感对象的内部数组的引用，假定该方法的调用程序不改变这些对象。即使数组对象本身是不可改变的，也可以在数组对象以外操作数组的内容，这种操作将反映在返回该数组的对象中。如果该方法返回可改变的对象，那么事情会变得更糟；外部实体可以改变在那个类中声明的 public 变量，这种改变将反映在实际对象中。

清单 14 演示了脆弱性。getExposedObj() 方法返回了 Exposed 对象的引用副本，该对象是可变的：

清单 14. 返回可变对象的引用副本

cmaedu.comclass Exposed{

cmaedu.com private int id;

cmaedu.com private String name;

public Exposed(){

cmaedu.com public Exposed(int id, String name){

this.id = id;

cmaedu.com this.name = name;

cmaedu.com public int getId(){

return id;

public String getName(){

cmaedu.com return name;

public void setId(int id){

this.id=id;

public void setName(String name){

cmaedu.com this.name = name;

cmaedu.com public void display(){

System.out.println("Id = "+ id + " Name = "+ name);

public class Exp12{

private Exposed exposedObj = new Exposed(1,"Harry Porter");

cmaedu.com public Exposed getExposedObj(){

return exposedObj; //returns a reference to the object.

public static void main(String[] args){

cmaedu.com Exp12 exp12 = new Exp12();

cmaedu.com exp12.getExposedObj().display();

cmaedu.com Exposed exposed = exp12.getExposedObj();

cmaedu.com exposed.setId(10);

exposed.setName("Hacker");

exp12.getExposedObj().display();

建议

cmaedu.com如果方法返回可改变的对象，但又不希望调用程序改变该对象，请修改该方法使之不返回实际对象而是返回它的副本或克隆。要改正清单 14 中的代码，请让它返回 Exposed 对象的副本,如清单 15 中所示：

清单 15. 返回可变对象的副本

public Exposed getExposedObj(){

cmaedu.com return new Exposed(exposedObj.getId(),exposedObj.getName());

或者，您的代码也可以返回 Exposed 对象的克隆。

cmaedu.com检查本机方法

本机方法是一种 Java 方法，其实现是用另一种编程语言编写的，如 C 或 C++。有些开发人员实现本机方法，这是因为 Java 语言即使使用即时（just-in-time）编译器也比许多编译过的语言要慢。其它人需要使用本机代码是为了在 JVM 以外实现特定于平台的功能。

cmaedu.com影响

使用本机代码时，请小心，因为对这些代码进行验证是不可能的，而且本机代码可能潜在地允许 applet 绕过通常的安全性管理器（Security Manager）和 Java 对设备访问的控制。

cmaedu.com建议

如果非得使用本机方法，那么请检查这些方法以确定：

它们返回什么

它们获取什么作为参数

它们是否绕过安全性检查

cmaedu.com它们是否是 public、private 等等

它们是否含有绕过包边界从而绕过包保护的方法调用

结束语

编写安全 Java 代码是十分困难的，但本文描述了一些可行的实践来帮您编写安全 Java 代码。这些建议并不能解决您的所有安全性问题，但它们将减少暴露数目。最佳软件安全性实践可以帮助确保软件正常运行。安全至关重要和高可靠系统设计者总是花费大量精力来分析和跟踪软件行为。只有通过将安全性作为至关紧要的系统特性来对待 — 并且从一开始就将它构建到应用程序中，我们才可以避免亡羊补牢似的、修修补补的安全性方法。

参考资料

cmaedu.com请通过单击文章顶部或底部的讨论来参加本文的论坛。

cmaedu.com了解关于 Java 安全性 API 的更多知识。

developerWorks 安全专题上通常含有有关计算机安全性的优秀资源。

cmaedu.comLarry Koved、 Anthony J. Nadalin、Don Neal 和 Tim Lawson 合作编写的 “The evolution of Java security”（developerWorks，1998 年）对 Java 语言的安全性模型早期开发进行了深入探讨。

cmaedu.comSing Li 在他的 Java 安全性系列文章（由两部分组成的）（developerWorks， 2001 年 2 月）中向开发人员显示：尽管社区可能不得不重新考虑 Java 2 中的安全性设计，还是出现了只对开发人员有帮助，可以满足他们的需求的一致的进展：

第一部分

cmaedu.com第二部分

John Viega、Tom Mutdosch、 Gary McGraw 和 Ed Felten 合著的 “Statically scanning Java code for security vulnerabilities” （IEEE Software，2000 年 9 月）介绍了一种 Java 工具，可以使用该工具来检查您的 Java 代码中的安全性漏洞。

G. McGraw 和 E. Felten 合作编写的 Securing Java: Getting Down to Business with Mobile Code（John Wiley 和 Sons，1998 年）深入涵盖了 Java 安全性。（文档是 PDF 格式的。）

cmaedu.com定期检查 IBM 研究 Java 安全页面以便 IBM 在安全性领域的创新有重要发展时能够跟踪这一创新。

如果您的 Java 代码运行在 S/390 系统上，那么您将需要查阅 S/390 Java 安全页面以获取额外的信息。

关于作者

cmaedu.comBijaya Nanda Sahu 是就职于印度 IBM Global Services 的软件工程师。他从事过各种因特网技术和框架（J2EE、WSBCC、JADE）、 WebSphere 相关技术、UML 和 OOAD 方面的工作。目前，他从事因特网银行安全性问题方面的工作，重点在 WebSphere Application Server 和 Portal Server 上。可以通过 bijaya.sahu@in.ibm.com 和他联系

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如何用java程序实现加密的序列号

cmaedu.comJava是一种跨平台的、解释型语言。Java 源代码编译中间“字节码”存储于class文件中。Class文件是一种字节码形式的中间代码，该字节码中包括了很多源代码的信息，例如变量名、方法名等。因此，Java中间代码的反编译就变得非常轻易。目前市场上有许多免费的、商用的反编译软件，都能够生成高质量的反编译后的源代码。所以，对开发人员来说，如何保护Java程序就变成了一个非常重要的挑战。本文首先讨论了保护Java程序的基本方法，然后对代码混淆问题进行深入研究，最后结合一个实际的应用程序，分析如何在实践中保护Java程序。

反编译成为保护Java程序的最大挑战通常C、C++等编程语言开发的程序都被编译成目标代码，这些目标代码都是本机器的二进制可执行代码。通常所有的源文件被编译、链接成一个可执行文件。在这些可执行文件中，编译器删除了程序中的变量名称、方法名称等信息，这些信息往往是由内存地址表示，例如假如需要使用一个变量，往往是通过这个变量的地址来访问的。因此，反编译这些本地的目标代码就是非常困难的。

Java语言的出现，使得反编译变得非常轻易而有效。原因如下：1.由于跨平台的需求，Java的指令集比较简单而通用，较轻易得出程序的语义信息；2.Java编译器将每一个类编译成一个单独的文件，这也简化了反编译的工作；3.Java 的Class文件中，仍然保留所有的方法名称、变量名称，并且通过这些名称来访问变量和方法，这些符号往往带有许多语义信息。由于Java程序自身的特点，对于不经过处理的Java程序反编译的效果非常好。

cmaedu.com目前，市场上有许多Java的反编译工具，有免费的，也有商业使用的，还有的是开放源代码的。这些工具的反编译速度和效果都非常不错。好的反编译软件，能够反编译出非常接近源代码的程序。因此，通过反编译器，黑客能够对这些程序进行更改，或者复用其中的程序。因此，如何保护Java程序不被反编译，是非常重要的一个问题。

cmaedu.com常用的保护技术由于Java字节码的抽象级别较高，因此它们较轻易被反编译。本节介绍了几种常用的方法，用于保护Java字节码不被反编译。通常，这些方法不能够绝对防止程序被反编译，而是加大反编译的难度而已，因为这些方法都有自己的使用环境和弱点。

cmaedu.com隔离Java程序最简单的方法就是让用户不能够访问到Java Class程序，这种方法是最根本的方法，具体实现有多种方式。例如，开发人员可以将要害的Java Class放在服务器端，客户端通过访问服务器的相关接口来获得服务，而不是直接访问Class文件。这样黑客就没有办法反编译Class文件。目前，通过接口提供服务的标准和协议也越来越多，例如 HTTP、Web Service、RPC等。但是有很多应用都不适合这种保护方式，例如对于单机运行的程序就无法隔离Java程序。这种保护方式见图1所示。

cmaedu.com图1隔离Java程序示意图对Class文件进行加密为了防止Class文件被直接反编译，许多开发人员将一些要害的Class文件进行加密，例如对注册码、序列号治理相关的类等。在使用这些被加密的类之前，程序首先需要对这些类进行解密，而后再将这些类装载到JVM当中。这些类的解密可以由硬件完成，也可以使用软件完成。

cmaedu.com在实现时，开发人员往往通过自定义ClassLoader类来完成加密类的装载(注重由于安全性的原因，Applet不能够支持自定义的ClassLoader)。自定义的ClassLoader首先找到加密的类，而后进行解密，最后将解密后的类装载到JVM当中。在这种保护方式中，自定义的ClassLoader是非常要害的类。由于它本身不是被加密的，因此它可能成为黑客最先攻击的目标。假如相关的解密密钥和算法被攻克，那么被加密的类也很轻易被解密。这种保护方式示意图见图2。

图2 对Class文件进行加密示意图转换成本地代码将程序转换成本地代码也是一种防止反编译的有效方法。因为本地代码往往难以被反编译。开发人员可以选择将整个应用程序转换成本地代码，也可以选择要害模块转换。假如仅仅转换要害部分模块，Java程序在使用这些模块时，需要使用JNI技术进行调用。

cmaedu.com当然，在使用这种技术保护Java程序的同时，也牺牲了Java的跨平台特性。对于不同的平台，我们需要维护不同版本的本地代码，这将加重软件支持和维护的工作。不过对于一些要害的模块，有时这种方案往往是必要的。

cmaedu.com为了保证这些本地代码不被修改和替代，通常需要对这些代码进行数字签名。在使用这些本地代码之前，往往需要对这些本地代码进行认证，确保这些代码没有被黑客更改。假如签名检查通过，则调用相关JNI方法。这种保护方式示意图见图3。

cmaedu.com代码混淆　图3 转换成本地代码示意图代码混淆是对Class文件进行重新组织和处理，使得处理后的代码与处理前代码完成相同的功能(语义)。但是混淆后的代码很难被反编译，即反编译后得出的代码是非常难懂、晦涩的，因此反编译人员很难得出程序的真正语义。从理论上来说，黑客假如有足够的时间，被混淆的代码仍然可能被破解，甚至目前有些人正在研制反混淆的工具。但是从实际情况来看，由于混淆技术的多元化发展，混淆理论的成熟，经过混淆的Java代码还是能够很好地防止反编译。下面我们会具体介绍混淆技术，因为混淆是一种保护Java程序的重要技术。图4是代码混淆的示意图。

cmaedu.com图4 代码混淆示意图几种技术的总结以上几种技术都有不同的应用环境，各自都有自己的弱点，表1是相关特点的比较。

混淆技术介绍表1 不同保护技术比较表　到目前为止，对于Java程序的保护，混淆技术还是最基本的保护方法。Java混淆工具也非常多，包括商业的、免费的、开放源代码的。Sun公司也提供了自己的混淆工具。它们大多都是对Class文件进行混淆处理，也有少量工具首先对源代码进行处理，然后再对Class进行处理，这样加大了混淆处理的力度。目前，商业上比较成功的混淆工具包括JProof公司的1stBarrier系列、Eastridge公司的JShrink和

4thpass.com

的SourceGuard等。主要的混淆技术按照混淆目标可以进行如下分类，它们分别为符号混淆(Lexical Obfuscation)、数据混淆(Data Obfuscation)、控制混淆(Control Obfuscation)、预防性混淆(Prevent Transformation)。

符号混淆在Class中存在许多与程序执行本身无关的信息，例如方法名称、变量名称，这些符号的名称往往带有一定的含义。例如某个方法名为getKeyLength()，那么这个方法很可能就是用来返回Key的长度。符号混淆就是将这些信息打乱，把这些信息变成无任何意义的表示，例如将所有的变量从vairant_001开始编号；对于所有的方法从method_001开始编号。这将对反编译带来一定的困难。对于私有函数、局部变量，通常可以改变它们的符号，而不影响程序的运行。但是对于一些接口名称、公有函数、成员变量，假如有其它外部模块需要引用这些符号，我们往往需要保留这些名称，否则外部模块找不到这些名称的方法和变量。因此，多数的混淆工具对于符号混淆，都提供了丰富的选项，让用户选择是否、如何进行符号混淆。

cmaedu.com数据混淆　图5 改变数据访问数据混淆是对程序使用的数据进行混淆。混淆的方法也有多种，主要可以分为改变数据存储及编码(Store and Encode Transform)、改变数据访问(Access Transform)。

cmaedu.com改变数据存储和编码可以打乱程序使用的数据存储方式。例如将一个有10个成员的数组，拆开为10个变量，并且打乱这些变量的名字；将一个两维数组转化为一个一维数组等。对于一些复杂的数据结构，我们将打乱它的数据结构，例如用多个类代替一个复杂的类等。

另外一种方式是改变数据访问。例如访问数组的下标时，我们可以进行一定的计算，图5就是一个例子。

cmaedu.com在实践混淆处理中，这两种方法通常是综合使用的，在打乱数据存储的同时，也打乱数据访问的方式。经过对数据混淆，程序的语义变得复杂了，这样增大了反编译的难度。

cmaedu.com控制混淆控制混淆就是对程序的控制流进行混淆，使得程序的控制流更加难以反编译，通常控制流的改变需要增加一些额外的计算和控制流，因此在性能上会给程序带来一定的负面影响。有时，需要在程序的性能和混淆程度之间进行权衡。控制混淆的技术最为复杂，技巧也最多。这些技术可以分为如下几类：增加混淆控制 通过增加额外的、复杂的控制流，可以将程序原来的语义隐藏起来。例如，对于按次序执行的两个语句A、B，我们可以增加一个控制条件，以决定B的执行。通过这种方式加大反汇编的难度。但是所有的干扰控制都不应该影响B的执行。图6就给出三种方式，为这个例子增加混淆控制。

cmaedu.com图6 增加混淆控制的三种方式控制流重组 重组控制流也是重要的混淆方法。例如，程序调用一个方法，在混淆后，可以将该方法代码嵌入到调用程序当中。反过来，程