聊聊如何自定义数据脱敏

前言

什么是数据脱敏

数据脱敏是指对某些敏感信息通过脱敏规则进行数据的变形,实现敏感隐私数据的可靠保护

常用脱敏规则

替换、重排、加密、截断、掩码

良好的数据脱敏实施

1、尽可能地为脱敏后的应用,保留脱敏前的有意义信息
2、最大程度地防止黑客进行破解

今天我们聊聊如何自定义数据脱敏

整体思路

本示例通过替换的手段实现脱敏,然后配合常用的框架特性,比如mybatis的拦截器机制或者json的序列化来快速实现脱敏

具体落地

1、定义一个脱敏工具类

可以直接引用hutool工具包,不过它在5.6+版本以上才提供了这个工具
https://www.hutool.cn/docs/#/core/工具类/信息脱敏工具-DesensitizedUtil

不然就自己实现一个,形如下

public class DesensitizedUtils {



    /**
     * 脱敏,使用默认的脱敏策略
     * 
     * DesensitizedUtil.desensitized("100", DesensitizedUtils.DesensitizedType.USER_ID)) =  "0"
     * DesensitizedUtil.desensitized("段正淳", DesensitizedUtils.DesensitizedType.CHINESE_NAME)) = "段**"
     * DesensitizedUtil.desensitized("51343620000320711X", DesensitizedUtils.DesensitizedType.ID_CARD)) = "5***************1X"
     * DesensitizedUtil.desensitized("09157518479", DesensitizedUtils.DesensitizedType.FIXED_PHONE)) = "0915*****79"
     * DesensitizedUtil.desensitized("18049531999", DesensitizedUtils.DesensitizedType.MOBILE_PHONE)) = "180****1999"
     * DesensitizedUtil.desensitized("北京市海淀区马连洼街道289号", DesensitizedUtils.DesensitizedType.ADDRESS)) = "北京市海淀区马********"
     * DesensitizedUtil.desensitized("duandazhi-jack@gmail.com.cn", DesensitizedUtils.DesensitizedType.EMAIL)) = "d*************@gmail.com.cn"
     * DesensitizedUtil.desensitized("1234567890", DesensitizedUtils.DesensitizedType.PASSWORD)) = "**********"
     * DesensitizedUtil.desensitized("苏D40000", DesensitizedUtils.DesensitizedType.CAR_LICENSE)) = "苏D4***0"
     * DesensitizedUtil.desensitized("11011111222233333256", DesensitizedUtils.DesensitizedType.BANK_CARD)) = "1101 **** **** **** 3256"
     * 
* * @param str 字符串 * @param desensitizedType 脱敏类型;可以脱敏:用户id、中文名、身份证号、座机号、手机号、地址、电子邮件、密码 * @return 脱敏之后的字符串 * @author dazer and neusoft and qiaomu * @since 5.6.2 */ public static String desensitized(CharSequence str, DesensitizedType desensitizedType) { if (StrUtil.isBlank(str)) { return StrUtil.EMPTY; } String newStr = String.valueOf(str); switch (desensitizedType) { case USER_ID: newStr = String.valueOf(DesensitizedUtils.userId()); break; case CHINESE_NAME: newStr = DesensitizedUtils.chineseName(String.valueOf(str)); break; case ID_CARD: newStr = DesensitizedUtils.idCardNum(String.valueOf(str), 1, 2); break; case FIXED_PHONE: newStr = DesensitizedUtils.fixedPhone(String.valueOf(str)); break; case MOBILE_PHONE: newStr = DesensitizedUtils.mobilePhone(String.valueOf(str)); break; case ADDRESS: newStr = DesensitizedUtils.address(String.valueOf(str), 8); break; case EMAIL: newStr = DesensitizedUtils.email(String.valueOf(str)); break; case PASSWORD: newStr = DesensitizedUtils.password(String.valueOf(str)); break; case CAR_LICENSE: newStr = DesensitizedUtils.carLicense(String.valueOf(str)); break; case BANK_CARD: newStr = DesensitizedUtils.bankCard(String.valueOf(str)); break; default: } return newStr; } /** * 【用户id】不对外提供userId * * @return 脱敏后的主键 */ public static Long userId() { return 0L; } /** * 【中文姓名】只显示第一个汉字,其他隐藏为2个星号,比如:李** * * @param fullName 姓名 * @return 脱敏后的姓名 */ public static String chineseName(String fullName) { if (StrUtil.isBlank(fullName)) { return StrUtil.EMPTY; } return StrUtil.hide(fullName, 1, fullName.length()); } /** * 【身份证号】前1位 和后2位 * * @param idCardNum 身份证 * @param front 保留:前面的front位数;从1开始 * @param end 保留:后面的end位数;从1开始 * @return 脱敏后的身份证 */ public static String idCardNum(String idCardNum, int front, int end) { //身份证不能为空 if (StrUtil.isBlank(idCardNum)) { return StrUtil.EMPTY; } //需要截取的长度不能大于身份证号长度 if ((front + end) > idCardNum.length()) { return StrUtil.EMPTY; } //需要截取的不能小于0 if (front < 0 || end < 0) { return StrUtil.EMPTY; } return StrUtil.hide(idCardNum, front, idCardNum.length() - end); } /** * 【固定电话 前四位,后两位 * * @param num 固定电话 * @return 脱敏后的固定电话; */ public static String fixedPhone(String num) { if (StrUtil.isBlank(num)) { return StrUtil.EMPTY; } return StrUtil.hide(num, 4, num.length() - 2); } /** * 【手机号码】前三位,后4位,其他隐藏,比如135****2210 * * @param num 移动电话; * @return 脱敏后的移动电话; */ public static String mobilePhone(String num) { if (StrUtil.isBlank(num)) { return StrUtil.EMPTY; } return StrUtil.hide(num, 3, num.length() - 4); } /** * 【地址】只显示到地区,不显示详细地址,比如:北京市海淀区**** * * @param address 家庭住址 * @param sensitiveSize 敏感信息长度 * @return 脱敏后的家庭地址 */ public static String address(String address, int sensitiveSize) { if (StrUtil.isBlank(address)) { return StrUtil.EMPTY; } int length = address.length(); return StrUtil.hide(address, length - sensitiveSize, length); } /** * 【电子邮箱】邮箱前缀仅显示第一个字母,前缀其他隐藏,用星号代替,@及后面的地址显示,比如:d**@126.com * * @param email 邮箱 * @return 脱敏后的邮箱 */ public static String email(String email) { if (StrUtil.isBlank(email)) { return StrUtil.EMPTY; } int index = StrUtil.indexOf(email, '@'); if (index <= 1) { return email; } return StrUtil.hide(email, 1, index); } /** * 【密码】密码的全部字符都用*代替,比如:****** * * @param password 密码 * @return 脱敏后的密码 */ public static String password(String password) { if (StrUtil.isBlank(password)) { return StrUtil.EMPTY; } return StrUtil.repeat('*', password.length()); } /** * 【中国车牌】车牌中间用*代替 * eg1:null -》 "" * eg1:"" -》 "" * eg3:苏D40000 -》 苏D4***0 * eg4:陕A12345D -》 陕A1****D * eg5:京A123 -》 京A123 如果是错误的车牌,不处理 * * @param carLicense 完整的车牌号 * @return 脱敏后的车牌 */ public static String carLicense(String carLicense) { if (StrUtil.isBlank(carLicense)) { return StrUtil.EMPTY; } // 普通车牌 if (carLicense.length() == 7) { carLicense = StrUtil.hide(carLicense, 3, 6); } else if (carLicense.length() == 8) { // 新能源车牌 carLicense = StrUtil.hide(carLicense, 3, 7); } return carLicense; } /** * 银行卡号脱敏 * eg: 1101 **** **** **** 3256 * * @param bankCardNo 银行卡号 * @return 脱敏之后的银行卡号 * @since 5.6.3 */ public static String bankCard(String bankCardNo) { if (StrUtil.isBlank(bankCardNo)) { return bankCardNo; } bankCardNo = StrUtil.trim(bankCardNo); if (bankCardNo.length() < 9) { return bankCardNo; } final int length = bankCardNo.length(); final int midLength = length - 8; final StringBuilder buf = new StringBuilder(); buf.append(bankCardNo, 0, 4); for (int i = 0; i < midLength; ++i) { if (i % 4 == 0) { buf.append(CharUtil.SPACE); } buf.append('*'); } buf.append(CharUtil.SPACE).append(bankCardNo, length - 4, length); return buf.toString(); } }

其实正常到这个步骤,通过替换实现脱敏就可以完成,可以直接在程序中,直接调用这个工具就行。但是作为一个懂得偷懒的程序员,肯定不满足这样。于是我们会进一步封装

2、自定义脱敏注解
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface Sensitive {

    DesensitizedType strategy() default DesensitizedType.NONE;

    /**
     * 是否使用dfa算法
     * @return
     */
    boolean useDFA() default false;

    /**
     * dfa敏感字符替换,默认替换成 "*"
     * @return
     */
    String dfaReplaceChar() default "*";


    /**
     * dfa敏感字符替换次数
     * @return
     */
    int dfaReplaceCharRepeatCount() default 1;

}
3、利用一些框架特性提升效率

a、如果项目已经有用mybatis,则可以利用mybatis拦截器特性。实现原理就是拦截响应回来的结果,然后对结果进行脱敏处理

@Intercepts(@Signature(type = ResultSetHandler.class,method = "handleResultSets",args = Statement.class))
public class DesensitizedInterceptor implements Interceptor {
    @Override
    public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {
        List list = (List) invocation.proceed();
        list.forEach(EntityUtils::desensitized);

        return list;
    }

} 
 

b、 如果项目是基于springboot的web项目,则可以利用springboot自带的jackson自定义序列化实现。它的实现原来其实就是在json进行序列化渲染给前端时,进行脱敏。

如果是这种方案,则需对自定义注解进行改造一下,加上

@JacksonAnnotationsInside
@JsonSerialize(using = DesensitizedJsonSerializer.class)

注解。形如下

@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@JacksonAnnotationsInside
@JsonSerialize(using = DesensitizedJsonSerializer.class)
public @interface Sensitive {

    DesensitizedType strategy() default DesensitizedType.NONE;

    /**
     * 是否使用dfa算法
     * @return
     */
    boolean useDFA() default false;

    /**
     * dfa敏感字符替换,默认替换成 "*"
     * @return
     */
    String dfaReplaceChar() default "*";


    /**
     * dfa敏感字符替换次数
     * @return
     */
    int dfaReplaceCharRepeatCount() default 1;

}

序列化脱敏逻辑核心代码如下

public class DesensitizedJsonSerializer extends JsonSerializer implements ContextualSerializer {

    private Sensitive sensitive;
    @Override
    public void serialize(String s, JsonGenerator jsonGenerator, SerializerProvider serializerProvider) throws IOException {
        jsonGenerator.writeString(EntityUtils.getDesensitizedValue(sensitive,s));

    }

    @Override
    public JsonSerializer createContextual(SerializerProvider serializerProvider, BeanProperty beanProperty) throws JsonMappingException {

        sensitive = beanProperty.getAnnotation(Sensitive.class);

        if(!ObjectUtils.isEmpty(sensitive) && String.class.isAssignableFrom(beanProperty.getType().getRawClass())){
            return this;
        }
        return serializerProvider.findValueSerializer(beanProperty.getType(),beanProperty);
    }
}

示例

以json那种方式为例

1、定义实体对象,需要进行脱敏的属性上加上脱敏注解
@Data
@EqualsAndHashCode(callSuper = false)
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
@Builder
public class UserDTO {

    private Integer id;

    private String username;

    @Sensitive(strategy = DesensitizedType.PASSWORD)
    private String password;

    @Sensitive(strategy = DesensitizedType.CHINESE_NAME)
    private String fullname;

    @Sensitive(strategy = DesensitizedType.MOBILE_PHONE)
    private String mobile;

    @Sensitive(strategy = DesensitizedType.EMAIL)
    private String email;

    @Sensitive(useDFA = true,dfaReplaceChar = "#",dfaReplaceCharRepeatCount = 3)
    private String remark;
}
2、编写一个测试controller
@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {

    @Autowired
    private UserService userService;


    @GetMapping(value="/list")
    public AjaxResult listUsers(){
       return AjaxResult.success(userService.listUserDTO());
    }

}
测试结果


如图所示已经进行脱敏

其他方案

1、基于Sharding Sphere实现数据脱敏

具体实现可以参考如下文章

https://jaskey.github.io/blog/2020/03/18/sharding-sphere-data-desensitization/

2、自定义注解格式化

主要实现步骤如下

  • 1、实现AnnotationFormatterFactory接口
  • 2、创建脱敏格式化类实现Formatter
  • 3、将AnnotationFormatterFactory实现的接口注册到FormatterRegistry

具体实现可以参考如下文章

https://blog.csdn.net/qq_27081015/article/details/103295983

4、利用fastjson进行脱敏

主要实现步骤如下

  • 1、实现ValueFilter接口,在process进行脱敏
  • 2、配置fastjson为默认JSON转换
/**
     * 配置fastjson为默认JSON转换
     *
     * @return
     */
    @Bean
    public HttpMessageConverters fastJsonHttpMessageConverters() {
        // 1.定义一个converters转换消息的对象
        FastJsonHttpMessageConverter fastConverter = new FastJsonHttpMessageConverter();
        // 2.添加fastjson的配置信息,比如: 是否需要格式化返回的json数据
        FastJsonConfig fastJsonConfig = new FastJsonConfig();
        fastJsonConfig.setSerializerFeatures(SerializerFeature.PrettyFormat);
        fastJsonConfig.setSerializeFilters(new ValueDesensitizeFilter());//添加自己写的拦截器
        // 3.在converter中添加配置信息
        fastConverter.setFastJsonConfig(fastJsonConfig);
        // 4.将converter赋值给HttpMessageConverter
        HttpMessageConverter converter = fastConverter;
        // 5.返回HttpMessageConverters对象
        return new HttpMessageConverters(converter);
    }

具体实现可以参考如下文章

https://blog.csdn.net/qq_27081015/article/details/103297316

5、利用mybatis-mate

mybatis-plus 企业(数据优雅处理)模块,使用时要配置一下授权码。如下

mybatis-mate:
  cert:
    grant: jinTianYiXueKe
    license: GKXP9r4MCJhGID/DTGigcBcLmZjb1YZGjE4GXaAoxbtGsPC20sxpEtiUr2F7Nb1ANTUekvF6Syo6DzraA4M4oacwoLVTglzfvaEyUogW8L7mydqlsZ4+hlm20kK85eLJK1QsskrSJmreMnEaNh9lsV7Lpbxy9JeGCeM0HPEbRvq8Y+8dUt5bQYLklsa3ZIBexir+4XykZY15uqn1pYIp4pEK0+aINTa57xjJNoWuBIqm7BdFIb4l1TAcPYMTsMXhF5hfMmKD2h391HxWTshJ6jbt4YqdKD167AgeoM+B+DE1jxlLjcpskY+kFs9piOS7RCcmKBBUOgX2BD/JxhR2gQ==

他的实现机理就是利用json序列化那种,如果感兴趣可以参考如下链接

https://gitee.com/baomidou/mybatis-mate-examples

本文的demo也有基于mybatis-mate实现脱敏,链接如下
https://github.com/lyb-geek/springboot-learning/tree/master/springboot-desensitization/springboot-desensitzation-mybatis-mate

总结

有时候业务场景的实现方式有多种多样,大家要懂得取舍判断,比如上面的方案如果你的项目本来就没用mybatis,但为了脱敏又引入mybatis,这种方案就额外有加入了复杂度,后面维护估计就有得折腾了

demo链接

https://github.com/lyb-geek/springboot-learning/tree/master/springboot-desensitization