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java安全沙箱模型

起到第一道安全保障作用的”双亲委派类加载模型”

双亲委派方式的类加载,指的是优先从顶层启动类加载器开始,自顶向下的方式加载类的模型(参见第一条类装载器体系结构)。

这种模型的好处是,底层的类装载器装载的类无法与顶层类装载器装载的类相互调用。
哪怕是同包下的类,只要他们不属于同一类装载器,都是相互隔绝的。这对一些有安全隐患的类起到了安全隔离的作用。使它不能冒充系统类来破坏程序正常运作。

此外,不同的类装载器,也有自己的类装载范围。比如启动类装载器,它只会装在jdk/lib目录下的包/类,因此,系统级的类是相对安全的。

java类加载模型 

class文件校验器,通过四趟扫描,保证了class文件正确

第一趟是,检查class文件的结构是否正确。比较典型的就是,检查class文件是否以魔数OxCAFEBABE打头。
通过这趟检查,可以过滤掉大部分可能损坏的,或者压根就不是class的文件,来冒充装载。

第二趟是,检查它是否符合java语言特性里的编译规则。比如发现一个类的超类不是Object,就抛出异常。

第三趟是,检查字节码是否能被JVM安全的执行,而不会导致JVM崩溃。这里提到了一个停机的问题。内容是这样的,“即不可能写出一个程序,用它来判定作为其输入而读入的某个程序,是否会停机”。意思是,不可能写一个程序,让它告诉你,另外一个程序会不会中断或崩溃。

第四趟是,符号引用验证。一个类文件,它会包含它引用的其他类的全名和描述符,并跟他们建立符号引用(一种虚拟的,非物理连接的方式)。当程序第一次执行到需要符号引用的位置时,jvm会检查这个符号链接的正确性,然后建立真正的物理引用(直接引用)。

jvm类型安全特性

这些都是基础的java语言特性,他们降低了java程序出现内存混乱,崩溃的几率。
结构化内存访问(不使用指针,一定程度上让黑客无法篡改内存数据)
自动垃圾收集
数组边界检查
空引用检查
数据类型安全

Java api的安全管理器 securityManager

这是安全沙箱中,离我们程序员最接近的一环。
securityMananger,是一个api级别的,可自定义的安全策略管理器,它深入到java api中,在各处都可以见到它的身影。比如SecurityClassLoader。

默认情况下,java应用程序是不设置 securityManager 实例的(意味着不会起到安全检查),这个实例需要我们在程序启动时通过 System.setSecurityManager 来设置。

一般情况下,检查权限是,通过 SecurityManager.checkPermission(Permission perm) 来完成的。外部程序通过,创建Permission实例,传递给前面的check。

Permission是一个抽象类,需要继承它实现不同的权限验证,比如 FilePermission,代表对某个文件的读写权限。
new FilePermission(”test.txt”, “read”)
你可以将这个实例,扔给 SecurityManager,检查是否可读text.txt这个文件。

java签名/证书机制

java签名/证书机制,可以保障使用者,安全地调用外部提供的jar,防止你信任的jar被篡改。

首先,java的签名,必须是基于jar包的。也就是说,你必须将你要提供的class,打包到jar里。
然后,通过 java 提供的签名工具(jarsigner)对jar包进行签名,发布。

签名原理:
使用非对称算法,生成一对公钥/私钥。
java签名原理

证书 
证书是在签名基础上,对签名值,再进一步做一次加密。而这次加密使用的私钥和公钥都是证书机构提供的。
这种方式,是为了防止,有些恶意用户,在公钥发到你手上前,就对其做了手脚,然后再发一个动过手脚的jar给你,用动过手脚的公钥解动过手脚的jar包,是可以解开的。
而使用证书后,它会对已经加密的签名值,再做一层加密,这样,到你手里,你只需要通过证书机构的公钥进行解密,然后再用jar包发布者的公钥解密就行了。(只能在一定程度上,提供一些安全性)  

补充:综合编程 , 安全编程 ,
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