Java 请求响应Filter加解密

在现代应用中,数据的安全性已经成为了一个非常重要的话题。尤其是在网络请求与响应的过程中,对敏感数据进行加解密处理显得尤为必要。本文将介绍如何通过Java中的Filter来实现请求和响应数据的加解密,确保数据在传输过程中的安全性。

1. 什么是Filter

在Java EE中,Filter是一种用于拦截HTTP请求和响应的组件。通过Filter,我们可以在请求到达Servlet之前进行预处理,或者在响应返回给客户端之前进行后处理。这为数据的加解密提供了极大的便利。

2. 加解密算法

我们将使用AES(高级加密标准)来进行数据的加解密。AES是一种对称加密算法,速度快,安全性高,广泛用于各种应用中。

3. 设计架构

在实现Filter之前,我们需要设计一个类图,以便更好地理解实现结构。以下是一个基本的类图,由于文字限制无法以图片形式展示,使用mermaid语法进行描述:

classDiagram
    class EncryptionFilter {
        +doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain)
        +encrypt(String data): String
        +decrypt(String data): String
    }

    class AESUtil {
        +encrypt(String data, String key): String
        +decrypt(String data, String key): String
    }

    EncryptionFilter --> AESUtil

在这个例子中,EncryptionFilter是我们的过滤器,负责处理请求和响应数据的加解密,而AESUtil类则专注于加解密的具体实现。

4. 实现Filter

下面是EncryptionFilter的具体实现代码:

import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;

public class EncryptionFilter implements Filter {

    private static final String ENCRYPTION_KEY = "1234567890123456"; // 示例密钥,实际应用中应更复杂

    @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
        // 初始化参数,如果需要
    }

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) 
            throws IOException, ServletException {
        
        // 加解密请求数据
        HttpServletRequest httpRequest = (HttpServletRequest) request;
        String encryptedData = httpRequest.getParameter("data");
        String decryptedData = AESUtil.decrypt(encryptedData, ENCRYPTION_KEY);
        
        // 将解密后的数据放回请求中,使得后续处理可用
        request.setAttribute("decryptedData", decryptedData);
        
        // 继续处理请求
        chain.doFilter(request, response);
        
        // 加密响应数据
        HttpServletResponse httpResponse = (HttpServletResponse) response;
        String responseData = "sample response data"; // 示例响应数据
        String encryptedResponseData = AESUtil.encrypt(responseData, ENCRYPTION_KEY);
        
        // 设置加密后的数据到响应中
        httpResponse.getWriter().write(encryptedResponseData);
    }

    @Override
    public void destroy() {
        // 过滤器销毁时的清理工作
    }
}

在上面的代码中,我们首先对请求中的加密数据进行解密,并将解密后的数据存放在request的属性中,然后继续链式调用下一个Filter或Servlet。处理完成后,我们对响应数据进行加密并返回给客户端。

5. AES加解密工具类

为了实现加解密功能,需要实现AESUtil类。以下是其代码:

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.util.Base64;

public class AESUtil {

    public static String encrypt(String data, String key) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
        SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), "AES");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);
        byte[] encryptedData = cipher.doFinal(data.getBytes());
        return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedData);
    }

    public static String decrypt(String data, String key) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
        SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), "AES");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);
        byte[] decryptedData = Base64.getDecoder().decode(data);
        return new String(cipher.doFinal(decryptedData));
    }
}

6. 状态图

为了更好地理解请求和响应加解密的状态变化,我们可以使用状态图描述其行为。以下是请求和响应过程的状态图:

stateDiagram
    [*] --> RequestReceived
    RequestReceived --> Decrypting
    Decrypting --> RequestProcessed
    RequestProcessed --> EncryptingResponse
    EncryptingResponse --> ResponseSent
    ResponseSent --> [*]

在这个状态图中,系统从接收到请求开始,经历解密、请求处理、响应加密直到最终发送响应,形成一个完整的处理流程。

7. 结尾

通过使用Java中的Filter,我们能够将敏感数据加解密集成到请求和响应的流程中。上面的实现提供了一个基本的框架,可以根据具体需求进行扩展和优化。无论是Web应用还是RESTful API,对请求和响应数据的加解密都是保障数据安全的一项重要措施。希望这篇文章能够帮助你更好地理解Java中请求响应的加解密实现。