Jar 包加密

wsuo

发布于 2023-04-16 16:07:43

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发布于 2023-04-16 16:07:43

文章被收录于专栏：技术进阶之路技术进阶之路

Jar 包加密

一、分类

主流的加密方式有两种：

字节码混淆
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，也容易解析；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：

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

无代码侵入，只需要把编译好的JAR包通过工具加密即可；
完全内存解密，降低源码和字节码泄露/反编译的风险；
支持所有JDK内置加解密算法；
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>
    <!-- 设置 jitpack.io 仓库 -->
    <repositories>
        <repository>
            <id>jitpack.io</id>
            <url>https://jitpack.io</url>
        </repository>
    </repositories>
    <!-- 添加 XJar 依赖 -->
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>com.github.core-lib</groupId>
            <artifactId>xjar</artifactId>
            <version>4.0.2</version>
            <!-- <scope>test</scope> -->
        </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：

encrypted.jar
xjar.go
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>
    <!-- 设置 jitpack.io 插件仓库 -->
    <pluginRepositories>
        <pluginRepository>
            <id>jitpack.io</id>
            <url>https://jitpack.io</url>
        </pluginRepository>
    </pluginRepositories>
    <!-- 添加 XJar Maven 插件 -->
    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>com.github.core-lib</groupId>
                <artifactId>xjar-maven-plugin</artifactId>
                <version>4.0.2</version>
                <executions>
                    <execution>
                        <goals>
                            <goal>build</goal>
                        </goals>
                        <phase>package</phase>
                        <!-- 或使用
                        <phase>install</phase>
                        -->
                        <configuration>
                            <password>io.xjar</password>
                            <!-- optional
                            <algorithm/>
                            <keySize/>
                            <ivSize/>
                            <includes>
                                <include/>
                            </includes>
                            <excludes>
                                <exclude/>
                            </excludes>
                            <sourceDir/>
                            <sourceJar/>
                            <targetDir/>
                            <targetJar/>
                            -->
                        </configuration>
                    </execution>
                </executions>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>

参数名称命令参数名称参数说明类型缺省值示例值
password -Dxjar.password 密码字符串 String 必须任意字符串, 123456
algorithm -Dxjar.algorithm 加密算法名称 String AES/CBC/PKCS5Padding DK内置加密算法, 如：AES/CBC/PKCS5Padding 和 DES/CBC/PKCS5Padding
keySize -Dxjar.keySize 密钥长度 int 128 根据加密算法而定, 56, 128, 256
ivSize -Dxjar.ivSize 密钥向量长度 int 128 根据加密算法而定, 128
sourceDir -Dxjar.sourceDir 源jar所在目录 File ${project.build.directory} 文件目录
sourceJar -Dxjar.sourceJar 源jar名称 String ${project.build.finalName}.jar 文件名称
targetDir -Dxjar.targetDir 目标jar存放目录 File ${project.build.directory} 文件目录
targetJar -Dxjar.targetJar 目标jar名称 String ${project.build.finalName}.xjar 文件名称
includes -Dxjar.includes 需要加密的资源路径表达式 String[] 无 o/xjar/** , mapper/*Mapper.xml , 支持Ant表达式
excludes -Dxjar.excludes 无需加密的资源路径表达式 String[] 无 static/** , META-INF/resources/** , 支持Ant表达式
AES一般指高级加密标准，它是当今使用最广泛的对称分组密码算法之一；DES算法为密码体制中的对称密码体制，又被称为美国数据加密标准。

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：

demo1-0.0.1.xjar
xjar.go
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。

四、ClassFinal实践

4.1 功能特性

无需修改原项目代码，只要把编译好的 jar/war 包用本工具加密即可

加密后的 jar 包可直接使用命令运行

支持加密 WEB-INF/lib 或 BOOT-INF/lib 下的依赖 jar 包

支持机器码绑定，仅允许在指定机器上运行

支持加密配置文件

4.2 使用步骤

首先点击下载，得到一个 classfinal-fatjar-1.2.1.jar 文件。

然后执行加密操作：

java -jar classfinal-fatjar-1.2.1.jar -file demo1-0.0.1.jar -packages com.example -pwd 123456 -Y

-Y 表示跳过人机交互的提示信息。

参数说明

-file        加密的jar/war完整路径
-packages    加密的包名(可为空,多个用","分割)
-libjars     jar/war包lib下要加密jar文件名(可为空,多个用","分割)
-cfgfiles    需要加密的配置文件，一般是classes目录下的yml或properties文件(可为空,多个用","分割)
-exclude     排除的类名(可为空,多个用","分割)
-classpath   外部依赖的jar目录，例如/tomcat/lib(可为空,多个用","分割)
-pwd         加密密码，如果是#号，则使用无密码模式加密
-code        机器码，在绑定的机器生成，加密后只可在此机器上运行
-Y           无需确认，不加此参数会提示确认以上信息

执行命令：

java -javaagent:demo1-0.0.1-encrypted.jar='-pwd 123456' -jar demo1-0.0.1-encrypted.jar

4.3 拓展

同样的，classfinal 也支持使用 maven 插件直接打包执行。

<plugin>
    <!-- https://gitee.com/roseboy/classfinal -->
    <groupId>net.roseboy</groupId>
    <artifactId>classfinal-maven-plugin</artifactId>
    <version>1.2.1</version>
    <configuration>
        <password>123456</password>
        <!--加密打包之后pom.xml会被删除，不用担心在jar包里找到此密码-->
        <packages>com.example</packages>
        <cfgfiles>application.yml</cfgfiles>
        <!--<excludes>org.spring</excludes>-->
        <!--<libjars>a.jar,b.jar</libjars>-->
    </configuration>
    <executions>
        <execution>
            <phase>package</phase>
            <goals>
                <goal>classFinal</goal>
            </goals>
        </execution>
    </executions>
</plugin>

运行 mvn package 时会在 target 下自动加密生成 yourpaoject-encrypted.jar 。

前面提到的绑定机器码，可以使用以下命令在指定机器上获取机器码：