自定义类加载器加载加密jar包，使用Reflections扫描自定义加载器加载的Class
2021/4/15 19:00:59
本文主要是介绍自定义类加载器加载加密jar包，使用Reflections扫描自定义加载器加载的Class，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！
为什么要做这个工作:
游戏私服是游戏人最讨厌的一件事，而游戏私服基本上都是内部人员把内部的自启服务器泄露出去，我们现在做的就是，内部发行的服务器版本是加密后的二进制文件，必须用给定的RSA秘钥才能解密二进制文件，然后 再使用自定义类加载器进行加载，在整个过程中都是流操作，不会生成class文件，就能防止内部发行的服务器被拷贝。这样并不能完全防止服务器泄露，如果有心人拿到秘钥，拿到加密后的class，自己写代码解密，也不能完全禁止，但是使用秘钥能在服务器删除秘钥，设置有效期，能在一定程度上加大服务器泄露的成本，本身安全就不是绝对的，能做的只是加大泄露的难度。
开始工作之前一定要对类加载器的工作机制有深入的理解，启动类加载器，扩展类加载器，系统类加载器，另外还有上下文类加载器
关于类加载器参考:https://blog.csdn.net/justloveyou_/article/details/72217806
关于上下文类加载器参考:https://blog.csdn.net/justloveyou_/article/details/72231425
启动完成自定义加载器，有时候我们想通过Reflections去扫描class，如下所示：
Reflections reflections = new Reflections(packagePath);
如果不做一些特殊处理，自定义类加载器的加载的class是不会被扫描到的。
接下来做三个工作：1定义类加载器 2定义启动类 3定义自己的容器扫描路径。
1. 定义自己的类加载器
自定义类加载器中缓存的是使用AES加密后文件的二进制字节数据，在解密，加载类过程中不会生成class文件，防止jar包外泄。
package earth.pack.container;
import earth.support.RSAUtils;
import java.security.Key;
import java.util.HashMap;
import java.util.Set;
/**
* @author zhangjiaqi
* @desc: 容器的类加载器
* @time 2021/4/9 11:18
*/
public class ContainerLoader extends ClassLoader {
/**
* 所有加密后的文件的二进制流
*/
private HashMap<String, byte[]> allFiles = new HashMap<String, byte[]>();
/* 密文key */
private Key key = null;
public ContainerLoader(ClassLoader parent, Key key, HashMap<String, byte[]> allFiles) {
// 这里就算是不设置 也会把自动设置父类加载器为系统加载器
super(parent);
this.key = key;
this.allFiles = allFiles;
}
/**
* 重写findClass方法
*
* @param name 是我们这个类的全路径
* @return
* @throws ClassNotFoundException
*/
@Override
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
Class log = null;
// 获取该class文件字节码数组
byte[] classData = getData(name);
if (classData != null) {
// 将class的字节码数组转换成Class类的实例
log = defineClass(name, classData, 0, classData.length);
}
return log;
}
/**
* 获取解密后的二进制流
*
* @param name
* @return
*/
public byte[] getData(String name) {
byte[] bytes = null;
if (allFiles.containsKey(name)) {
byte[] encryptBytes = allFiles.get(name);
try {
bytes = RSAUtils.decryptByAES(encryptBytes, key);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
} else {
System.out.println("error: " + name);
}
return bytes;
}
}
2 启动类加载器
我们这里是通过http从服务器取AES密文，当然整个过程都是通过RSA加密传输的。
package earth.pack.container;
import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
import earth.config.ContainerConfig;
import earth.enums.EnvParamName;
import earth.pack.container.reflection.ContainerDir;
import earth.pack.container.reflection.ContainerFile;
import earth.pack.container.reflection.ContainerHandler;
import earth.pack.container.reflection.ContainerType;
import earth.support.HttpClient;
import earth.support.RSAUtils;
import earth.utils.FileUtils;
import org.reflections.vfs.Vfs;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.File;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
import java.security.Key;
import java.util.*;
/**
* @author zhangjiaqi
* @desc: 加密容器类 全程流操作 不会中途生成文件
* @time 2021/4/9 11:18
*/
public class ContainerApp {
private static ContainerConfig config = null;
public static final String USER_DIR = System.getProperty("user.dir");
private static final String encryptPath = USER_DIR + File.separator + "encrypt.tar.gz";
public static final String CONTAINER_FILE = "CONTAINER_FILE";
public static final String CONTAINER_TYPE = "container";
private static ContainerLoader loader = null;
private ContainerApp() {
}
public static void main(String[] args) {
if (args.length != 2) {
System.out.println("args size error !!!");
return;
}
// 初始化配置
initConf();
// 生成对象为了调用父类加载器
ContainerApp app = new ContainerApp();
// 解压缩二进制流
HashMap<String, byte[]> allFiles = unTarFile();
// 网络取RSA数据
String data = getRsa();
// 分析密文key
Key key = parseAES(data);
loader = new ContainerLoader(app.getClass().getClassLoader(), key, allFiles);
app.startContainer(allFiles, args[0], args[1]);
}
public static ContainerLoader getLoader(){
return loader;
}
/**
* 初始化配置
*/
public static void initConf() {
String cfgText = null;
try {
cfgText = FileUtils.getStringFromFile(System.getProperty(CONTAINER_FILE));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
config = JSONObject.parseObject(cfgText, ContainerConfig.class);
}
/**
* 解压缩文件 转换为二进制流
*
* @return
*/
public static HashMap<String, byte[]> unTarFile() {
// 解压
HashMap<String, byte[]> allFiles = null;
try {
File encryptFile = new File(encryptPath);
if (!encryptFile.exists()) {
System.out.println("encrpt file is null, path:" + encryptPath);
System.exit(1);
}
allFiles = FileUtils.unTarGz(encryptFile);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
System.exit(1);
}
return allFiles;
}
/**
* 开始容器
* @param allFiles 加密后的文件二进制流
* @param mainClass 游戏服启动类
* @param startMethod 游戏服启动方法
*/
private void startContainer(HashMap<String, byte[]> allFiles, String mainClass, String startMethod) {
try {
// 解析后的 class二进制流
List<Vfs.File> fileList = new ArrayList<>();
for (String name : allFiles.keySet()) {
byte[] bytes = loader.getData(name);
Vfs.File file = new ContainerFile(name, name, new ByteArrayInputStream(bytes));
fileList.add(file);
}
// 自定义容器一个加载类型，Reflections构造方法用
ContainerType type = new ContainerType(new ContainerDir(fileList));
Vfs.addDefaultURLTypes(type);
Class<?> clazz = loader.loadClass(mainClass);
Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor();
constructor.setAccessible(true);
Method method = clazz.getDeclaredMethod(startMethod);
method.setAccessible(true);
method.invoke(constructor.newInstance());
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 分析AES
*
* @param data
* @return
*/
public static Key parseAES(String data) {
Key key = null;
try {
JSONObject resp = JSONObject.parseObject(data);
String dataEncrypt = resp.getJSONObject("data").getString("data");
String signS = resp.getJSONObject("data").getString("sign");
String dataDecrrypt = RSAUtils.decrypt(dataEncrypt, config.getPrivate_key());
boolean ok = RSAUtils.verify(dataEncrypt, signS, config.getPublic_key());
if (!ok) {
System.out.println("sign verify fail!!!");
return null;
}
// 只用16位密文
if (dataDecrrypt.length() > 16) {
dataDecrrypt = dataDecrrypt.substring(0, 16);
}
key = new SecretKeySpec(dataDecrrypt.getBytes(), "AES");
return key;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
/**
* 获取RSA秘钥
*
* @return
*/
public static String getRsa() {
String cfgText = null;
try {
cfgText = FileUtils.getStringFromFile(System.getProperty(EnvParamName.CONFIG_FILE.name()));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return null;
}
JSONObject startJSON = JSONObject.parseObject(cfgText);
String gameName = startJSON.getString("game").toUpperCase();
String serverId = startJSON.getString("id");
String version = startJSON.getString("platform").toUpperCase();
String rtn = null;
try {
String ptext = "gameName" + gameName + "serverId" + serverId + "version" + version;
String sign = RSAUtils.sign(ptext, config.getPrivate_key());
JSONObject j = new JSONObject();
j.put("serverId", serverId);
j.put("version", version);
String data = RSAUtils.encrypt(j.toJSONString(), config.getPublic_key());
Map<String, Object> map = new HashMap<>();
map.put("gameName", gameName);
map.put("data", data);
map.put("sign", sign);
rtn = HttpClient.doPost(config.getDecrypt_url(), map);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return rtn;
}
/**
* 生成一个 容器的类扫描地址
* @return
*/
public static URL createContainerURL(){
URL u = null;
try {
u = new URL(ContainerApp.CONTAINER_TYPE, null, -1, "",new ContainerHandler());
} catch (MalformedURLException e) {
e.printStackTrace();
}
return u;
}
}
3 使用Reflections扫描容器自定义加载器中的class
Reflections reflections = null;
// 容器启动 添加容器扫描地址
if(ContainerApp.getLoader() != null){
reflections = new Reflections(packagePath, ContainerApp.createContainerURL(), ContainerApp.getLoader());
}else{
reflections = new Reflections(packagePath);
}
Set<Class<? extends IBizHandler>> classes = reflections.getSubTypesOf(IBizHandler.class);
这里我们需要注意，如果只 是这样使用 Reflections reflections = new Reflections(packagePath);的话，是无法扫描到容器中加载的class的，这里看Reflections的构造函数片段，传入不同的参数的不同加载逻辑
while(var7.hasNext()) {
param = var7.next();
if (param instanceof String) {
builder.addUrls(ClasspathHelper.forPackage((String)param, classLoaders));
filter.includePackage(new String[]{(String)param});
} else if (param instanceof Class) {
if (Scanner.class.isAssignableFrom((Class)param)) {
try {
builder.addScanners((Scanner)((Class)param).newInstance());
} catch (Exception var11) {
}
}
builder.addUrls(ClasspathHelper.forClass((Class)param, classLoaders));
filter.includePackage((Class)param);
} else if (param instanceof Scanner) {
scanners.add((Scanner)param);
} else if (param instanceof URL) {
builder.addUrls((URL)param);
} else if (!(param instanceof ClassLoader)) {
if (param instanceof Predicate) {
filter.add((Predicate)param);
} else if (param instanceof ExecutorService) {
builder.setExecutorService((ExecutorService)param);
} else if (Reflections.log != null) {
throw new ReflectionsException("could not use param " + param);
}
}
}
对于只传入String类型的path，会进行如下加载
public static Collection<URL> forResource(String resourceName, ClassLoader... classLoaders) {
List<URL> result = new ArrayList();
ClassLoader[] loaders = classLoaders(classLoaders);
ClassLoader[] var4 = loaders;
int var5 = loaders.length;
for(int var6 = 0; var6 < var5; ++var6) {
ClassLoader classLoader = var4[var6];
try {
Enumeration urls = classLoader.getResources(resourceName);
while(urls.hasMoreElements()) {
URL url = (URL)urls.nextElement();
int index = url.toExternalForm().lastIndexOf(resourceName);
if (index != -1) {
result.add(new URL(url.toExternalForm().substring(0, index)));
} else {
result.add(url);
}
}
} catch (IOException var11) {
if (Reflections.log != null) {
Reflections.log.error("error getting resources for " + resourceName, var11);
}
}
}
return distinctUrls(result);
}
调用了classloader的getresource方法去扫描class的路径，这个classloader哪来的？
public static ClassLoader[] classLoaders(ClassLoader... classLoaders) {
if (classLoaders != null && classLoaders.length != 0) {
return classLoaders;
} else {
ClassLoader contextClassLoader = contextClassLoader();
ClassLoader staticClassLoader = staticClassLoader();
return contextClassLoader != null ? (staticClassLoader != null && contextClassLoader != staticClassLoader ? new ClassLoader[]{contextClassLoader, staticClassLoader} : new ClassLoader[]{contextClassLoader}) : new ClassLoader[0];
}
}
这里可以看到，如果在构造函数传入了classloader就会使用自定的类加载器，如果没传入就会使用 上下文类加载器，而这个上下文类加载器默认是系统类加载器（不要想着去改上下文类加载器的默认加载器，会导致很多问题，spi依赖这个实现自己的功能，spring，jdbc什么的好多框架都会不好使），是我们自定义类加载器的父加载器，所以自定义加载器的路径就会扫描不到。到这里，你可能会想着在构造方法中传入自定义的类加载器，然后实现自定义类加载器的getResources（）方法，提供一个URL对象，（这是一个思路，我尝试过这么做，但是ClassLoader的getResources（）方法会被其他java类默认调用，并调用生成的URL中的一些connect和stream相关的方法，而这些方法对我们的需求来说并不是必须要实现的，实现起来也比较困难）
我们看到，在Reflections的构造函数中还可以直接传入URL对象，我们可以以此为切入点进行分析，这个传入的URL是在什么时候被调用的：
protected void scan() {
for (final URL url : configuration.getUrls()) {
try {
if (executorService != null) {
futures.add(executorService.submit(new Runnable() {
public void run() {
if (log != null && log.isDebugEnabled()) log.debug("[" + Thread.currentThread().toString() + "] scanning " + url);
scan(url);
}
}));
} else {
scan(url);
}
scannedUrls++;
} catch (ReflectionsException e) {
if (log != null && log.isWarnEnabled()) log.warn("could not create Vfs.Dir from url. ignoring the exception and continuing", e);
}
}
}
构造函数中调用scan()方法扫描所有路径，去扫描里面的class文件
对于每个URLscan做如下处理: 1是加载URL，2是扫描File
protected void scan(URL url) {
Vfs.Dir dir = Vfs.fromURL(url);
try {
for (final Vfs.File file : dir.getFiles()) {
// scan if inputs filter accepts file relative path or fqn
Predicate<String> inputsFilter = configuration.getInputsFilter();
String path = file.getRelativePath();
String fqn = path.replace('/', '.');
if (inputsFilter == null || inputsFilter.apply(path) || inputsFilter.apply(fqn)) {
Object classObject = null;
for (Scanner scanner : configuration.getScanners()) {
try {
if (scanner.acceptsInput(path) || scanner.acceptResult(fqn)) {
classObject = scanner.scan(file, classObject);
}
} catch (Exception e) {
if (log != null && log.isDebugEnabled())
log.debug("could not scan file " + file.getRelativePath() + " in url " + url.toExternalForm() + " with scanner " + scanner.getClass().getSimpleName(), e.getMessage());
}
}
}
}
} finally {
dir.close();
}
}
可以看到 Vfs.fromURL(url) 这句是加载URL路径的关键:
private static List<UrlType> defaultUrlTypes = Lists.<UrlType>newArrayList(DefaultUrlTypes.values());
public static Dir fromURL(final URL url) {
return fromURL(url, defaultUrlTypes);
}
/** tries to create a Dir from the given url, using the given urlTypes*/
public static Dir fromURL(final URL url, final List<UrlType> urlTypes) {
for (UrlType type : urlTypes) {
try {
if (type.matches(url)) {
Dir dir = type.createDir(url);
if (dir != null) return dir;
}
} catch (Throwable e) {
if (Reflections.log != null) {
Reflections.log.warn("could not create Dir using " + type + " from url " + url.toExternalForm() + ". skipping.", e);
}
}
}
throw new ReflectionsException("could not create Vfs.Dir from url, no matching UrlType was found [" + url.toExternalForm() + "]\n" +
"either use fromURL(final URL url, final List<UrlType> urlTypes) or " +
"use the static setDefaultURLTypes(final List<UrlType> urlTypes) or addDefaultURLTypes(UrlType urlType) " +
"with your specialized UrlType.");
}
内部实现遍历了默认的 URLTypes的列表，所以在启动自定义类加载器之前要自定义一个加载类型，具体如下:
// 自定义容器一个加载类型，Reflections构造方法用
ContainerType type = new ContainerType(new ContainerDir(fileList));
Vfs.addDefaultURLTypes(type);
这里面涉及的一些接口都要自己实现:
package earth.pack.container.reflection;
import org.reflections.vfs.Vfs;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
* @desc: 虚拟目录
* @author zhangjiaqi
* @time 2021/4/12 20:59
*/
public class ContainerDir implements Vfs.Dir {
List<Vfs.File> list = new ArrayList<>();
public ContainerDir(List<Vfs.File> list) {
this.list = list;
}
@Override
public String getPath() {
return null;
}
@Override
public Iterable<Vfs.File> getFiles() {
return list;
}
@Override
public void close() {
}
}
package earth.pack.container.reflection;
import org.reflections.vfs.Vfs;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
/**
* @desc: 虚拟文件
* @author zhangjiaqi
* @time 2021/4/12 20:59
*/
public class ContainerFile implements Vfs.File{
String name;
String path;
InputStream in;
public ContainerFile(String name, String path, InputStream in){
this.name = name;
this.path = path;
this.in = in;
}
@Override
public String getName() {
return name;
}
@Override
public String getRelativePath() {
return path;
}
@Override
public InputStream openInputStream() throws IOException {
return in;
}
}
package earth.pack.container.reflection;
import java.io.IOException;
import java.net.JarURLConnection;
import java.net.URL;
import java.net.URLConnection;
import java.net.URLStreamHandler;
import java.util.jar.JarFile;
/**
* @desc: 虚拟文件流处理
* @author zhangjiaqi
* @time 2021/4/12 21:00
*/
public class ContainerHandler extends URLStreamHandler {
@Override
protected URLConnection openConnection(URL u) throws IOException {
return new JarURLConnection(u) {
@Override
public JarFile getJarFile() throws IOException {
return null;
}
@Override
public void connect() throws IOException {
}
};
}
}
package earth.pack.container.reflection;
import earth.pack.container.ContainerApp;
import org.reflections.vfs.Vfs;
import java.net.URL;
/**
* @desc: 容器扫描地址
* @author zhangjiaqi
* @time 2021/4/12 21:00
*/
public class ContainerType implements Vfs.UrlType {
Vfs.Dir dir;
public ContainerType(Vfs.Dir dir){
this.dir = dir;
}
@Override
public boolean matches(URL url) throws Exception {
return url.getProtocol().indexOf(ContainerApp.CONTAINER_TYPE) != -1;
}
@Override
public Vfs.Dir createDir(URL url) throws Exception {
return dir;
}
}
这些实现的关键是 ContainerDir 类里面的 List<Vfs.File> list，这是解密后的二进制流，而Reflections中的scan正是通过File的openStream（）方法获取class的二进制流，去定义Class文件。
public ClassFile getOfCreateClassObject(File file) {
InputStream inputStream = null;
ClassFile var4;
try {
inputStream = file.openInputStream();
DataInputStream dis = new DataInputStream(new BufferedInputStream(inputStream));
var4 = new ClassFile(dis);
} catch (IOException var8) {
throw new ReflectionsException("could not create class file from " + file.getName(), var8);
} finally {
Utils.close(inputStream);
}
return var4;
}
至此，一个自定义的类加载器已经实现，也通过了解底层，实现了自定义的URL，实现Reflections扫描自定义的类加载器中加载的class。
这篇关于自定义类加载器加载加密jar包，使用Reflections扫描自定义加载器加载的Class的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对大家有所帮助，也希望大家多多支持为之网！
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