Spring Boot 应用中构建配置文件敏感信息加密解密方案

Spring Boot 应用中实现配置文件敏感信息加密解密方案

背景与挑战 ?

在现代企业级应用中，application.yml 或 application.properties 常用于配置数据库（DataSource）、Redis、RabbitMQ 等中间件的连接信息。

spring:
datasource:
username: myuser
password: my-secret-password

但问题来了：

将明文密码直接写入配置文件中存在诸多风险，主要包括：

❌ 风险类型详细描述
代码仓库泄露风险配置文件可能被误提交到 Git 等版本管理系统，导致敏感信息外泄。
构建与发布风险打包过程或日志文件可能暴露敏感数据，带来安全隐患。
调试与共享风险第三方人员或调试时可能接触到明文，增加信息暴露概率。

因此，敏感信息必须避免以明文形式存储。

一、设计目标 ?

目标说明
? 零明文配置配置文件中敏感字段均以 ENC(...) 形式存储，无明文密码。
⚙️ 自动解密应用启动时自动解密，业务代码无感知，无需改动。
? 多算法支持兼容 RSA、AES 等主流加密算法，满足不同安全需求。
?️ 开关灵活支持配置及环境变量动态启停解密功能，满足多环境多场景。
? 无侵入业务代码保持 Spring Boot 原生配置机制，业务层透明使用解密后的配置。

二、整体启动流程 ?

  1. 密钥注入

    通过环境变量（如 DB_SECRET_KEY）注入 RSA 私钥或对称密钥。

  2. EnvironmentPostProcessor 扫描

    Spring Boot 启动时自动加载实现了 EnvironmentPostProcessor 的解密组件。

  3. 配置源扫描

    遍历所有 PropertySource，查找形如 ENC(...) 的密文字段。

  4. 调用解密工具

    根据配置的算法（RSA/AES）还原明文。

  5. 注入环境变量

    将解密后的结果以 MapPropertySource 形式优先加载，覆盖原加密值。

  6. 后续加载

    DataSource、Redis、RabbitMQ 等配置自动获得解密后的明文。

在这里插入图片描述

三、方案实现详解 ⚙️

3.1 配置解密入口：EnvironmentPostProcessor

利用 Spring Boot 启动机制的 EnvironmentPostProcessor，启动早期扫描并解密所有配置文件中的敏感字段。

@Slf4j
public
class DecryptEnvPostProcessor
implements EnvironmentPostProcessor {
// 预定义需要解密的配置项 key，只对这些 key 进行解密处理
private
static
final Set<
String> ENCRYPTED_KEYS = Set.of(
"spring.datasource.password"
,
"custom.service.password"
)
;
@Override
public
void postProcessEnvironment(ConfigurableEnvironment env, SpringApplication app) {
boolean enabled = Boolean.parseBoolean(env.getProperty("config.decrypt.enabled"
, "true"
)
)
;
if (!enabled) {
log.info("配置解密功能已关闭，跳过解密流程"
)
;
return
;
}
String key = System.getenv("DB_SECRET_KEY"
)
;
if (StringUtils.isBlank(key)
) {
throw
new IllegalStateException("缺少解密密钥(DB_SECRET_KEY)，无法完成解密"
)
;
}
Map<
String
, Object> decryptedValues =
new HashMap<
>(
)
;
for (PropertySource<
?> source : env.getPropertySources(
)
) {
if (source instanceof EnumerablePropertySource<
?> eps) {
for (String name : eps.getPropertyNames(
)
) {
if (ENCRYPTED_KEYS.contains(name)
) {
Object val = eps.getProperty(name)
;
if (val instanceof String s && s.startsWith("ENC("
) && s.endsWith(")"
)
) {
String cipherText = s.substring(4
, s.length(
) - 1
)
;
try {
String plainText = EncryptionTool.decrypt(key, cipherText, "RSA"
)
;
decryptedValues.put(name, plainText)
;
}
catch (Exception e) {
log.warn("解密配置项 [{}] 失败，保持原密文"
, name, e)
;
}
}
}
}
}
}
if (!decryptedValues.isEmpty(
)
) {
env.getPropertySources(
).addFirst(
new MapPropertySource("decryptedProperties"
, decryptedValues)
)
;
}
log.info("配置文件敏感信息解密完成"
)
;
}
}

关键点说明：

  • 配置扫描与解密：支持 YAML、properties、环境变量等多种配置源。

  • 解密开关灵活控制：通过 config.decrypt.enabled 配置项动态启用或禁用解密逻辑。

  • 优先级注入：通过 addFirst 优先注入解密后的配置，确保后续 Bean 读取时获得明文。

  • 异常安全：解密异常仅警告，保证启动流程不受阻断。

拓展建议

  • 建议将 ENCRYPTED_KEYS 设计为项目可配置项，甚至支持通配符或注解形式，提高灵活性。

  • addFirst 保证解密后的配置覆盖原加密内容，确保业务读取到明文。

3.2 通用解密工具类：EncryptionTool

支持多种主流加密算法，默认实现 RSA 和 AES，使用 Base64 作为密钥和密文的编码方式。

public
class EncryptionTool {
private
static
final String RSA = "RSA"
;
public
static String decrypt(String key, String cipherText, String algorithm)
throws Exception {
if (RSA.equalsIgnoreCase(algorithm)
) {
return decryptByPrivateKey(cipherText, key)
;
}
else {
SecretKey secretKey = decodeKey(key, algorithm)
;
Cipher cipher = Cipher.getInstance(algorithm)
;
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE
, secretKey)
;
byte[] decrypted = cipher.doFinal(Base64.getDecoder(
).decode(cipherText)
)
;
return
new String(decrypted, StandardCharsets.UTF_8
)
;
}
}
private
static String decryptByPrivateKey(String cipherText, String base64PrivateKey)
throws Exception {
byte[] keyBytes = Base64.getDecoder(
).decode(base64PrivateKey)
;
PrivateKey privateKey = KeyFactory.getInstance(RSA
).generatePrivate(
new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes)
)
;
Cipher cipher = Cipher.getInstance(RSA
)
;
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE
, privateKey)
;
byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(Base64.getDecoder(
).decode(cipherText)
)
;
return
new String(decryptedBytes, StandardCharsets.UTF_8
)
;
}
private
static SecretKey decodeKey(String encodedKey, String algorithm) {
byte[] decodedKey = Base64.getDecoder(
).decode(encodedKey)
;
return
new SecretKeySpec(decodedKey, algorithm)
;
}
}

拓展建议

  • 可实现更多算法，如 DESede（3DES）、ChaCha20，满足不同安全合规需求。

  • 对于性能敏感场景，可考虑解密缓存策略。

四、快速上手指南 ⚡

4.1 依赖引入

<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
</dependency>

4.2 注册 EnvironmentPostProcessor

  1. 在Spring Boot 项目的 resources 目录下添加一个文件：

    src/main/resources/META-INF/spring.factories

    ⚠️ 注意：路径和文件名都必须完全正确！

  2. 文件内容示例

    org.springframework.boot.env.EnvironmentPostProcessor=\
com.example.config.DecryptionEnvironmentPostProcessor

    • com.example.config.DecryptionEnvironmentPostProcessor 替换成你自己的类的完整包名。

    • 逗号分隔可以注册多个 EnvironmentPostProcessor。

    • 必须没有拼写错误，且类必须能被 Spring Boot classpath 加载。

  3. 示例项目结构（最小可运行）

    your-project/
├── src/
│ └── main/
│ ├── java/
│ │ └── com/example/config/
│ │ └── DecryptionEnvironmentPostProcessor.java
│ └── resources/
│ └── META-INF/
│ └── spring.factories
├── pom.xml

4.3 生成密钥

算法说明工具示例
RSA生成一对公私钥，私钥需 PKCS#8 格式 Base64 编码OpenSSL, Keytool
AES生成 128/256 位随机密钥，Base64 编码OpenSSL, Java KeyGenerator

4.4 配置示例

spring:
datasource:
username: db_user
password: ENC(rGA1bK3t...EncryptedText...)
config:
decrypt:
enabled: true

4.5 启动注入密钥

export DB_SECRET_KEY=$(cat /etc/secure/rsa_private_key.pem)
java -jar app.jar --spring.profiles.active=prod

五、安全最佳实践 ?

建议说明
? 专业密钥管理使用 Vault、AWS KMS、Azure Key Vault 等专业平台管理密钥，杜绝硬编码及磁盘持久化。
?️ 最小权限原则严格限制密钥环境变量或文件权限，避免非授权访问。
? 日志审计控制绝不在日志中输出明文或解密结果，防止敏感信息泄露。
? 定期密钥轮换定期更新密钥，缩短密钥生命周期，降低风险。
? 分级加密策略针对不同环境/服务使用独立密钥，降低横向攻击风险。

六、总结 ?

借助本方案，可以实现：

  • ?️‍♂️ 配置文件零明文：彻底消除明文密码泄露风险

  • ? 启动自动解密：业务代码无侵入，透明使用明文配置

  • ? 多算法灵活支持：满足多场景安全合规需求

  • ?️ 开关灵活控制：方便多环境适配，快速切换

  • ?️ 安全规范完善：符合企业级安全管理最佳实践

本方案不仅满足高安全标准，还保持了 Spring Boot 配置体系的自然兼容与开发便利性。建议结合项目实际，进一步扩展支持密钥动态更新、配置加密校验等高级特性。

posted on 2025-10-05 15:27  slgkaifa  阅读(92)  评论(0)    收藏  举报

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