企业内部网中使用Policy文件来设置Java的安全策略

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---- 众所周知,Java语言具有完善的安全框架,从编程语言,编译器、解释程序到Java虚拟机,都能确保Java系统不被无效的代码或敌对的编译器暗中破坏,基本上,它们保证了Java代码按预定的规则运作。但是,当我们需要逾越这些限制时,例如,读写文件,监听和读写Socket,退出Java系统等,就必须使用数字签名或安全策略文件(*.Policy)。 

---- 在企业内部网中,本文提出了使用安全策略文件来设置java程序权限的一种简单的方法。由于企业内部网中各台计算机的位置、用途和安全性明确,更适于使用安全策略文件来设置java的权限,软件的安装、设置、升级和迁移都非常的方便,并且,还可以和数字签名配合使用,更重要的是,可以细分每个java程序的权限,使用起来灵活方便。 

一. Java中安全策略的概念 
---- Java应用程序环境的安全策略,详细说明了对于不同的代码所拥有的不同资源的许可,它由一个Policy对象来表达。为了让applet(或者运行在SecurityManager下的一个应用程序)能够执行受保护的行为,例如读写文件,applet(或Java应用程序)必须获得那项操作的许可,安全策略文件就是用来实现这些许可。 
---- Policy对象可能有多个实体,虽然任何时候只能有一个起作用。当前安装的Policy对象,在程序中可以通过调用getPolicy方法得到,也可以通过调用setPolicy方法改变。Policy对象评估整个策略,返回一个适当的Permissions对象,详细说明那些代码可以访问那些资源。 

---- 策略文件可以储存在无格式的ASCII文件,或Policy类的二进制文件,或数据库中。本文仅讨论无格式的ASCII文件的形式。 

二. Policy文件的格式 
---- 为了能够更好地理解下面的内容,建议在阅读时参照\jdk1.2\jre\lib\security\java.policy文件和\jdk1.2\jre\lib\security\java.security文件的内容。 
---- 1. Policy文件的语法格式与说明 

---- 一个Policy文件实质上是一个记录列表,它可能含有一个“keystore”记录,以及含有零个或多个“grant”记录。其格式如下: 

keystore "some_keystore_url", 
"keystore_type";

grant [SignedBy "signer_names"] 
[, CodeBase "URL"] {
Permission permission_class_name 
[ "target_name" ] 
[, "action"] [, SignedBy "signer_names"];
Permission ...
};

---- 1.1"keystore"记录 
---- 一个keystore是一个私有密钥(private keys)数据库和相应的数字签名,例如X.509证书。Policy文件中可能只有一条keystore记录(也可能不含有该记录),它可以出现在文件中grant记录以外的任何地方。Policy配置文件中指定的keystores用于寻找grant记录中指定的、签名者的公共密钥(public keys),如果任何grant记录指定签名者(signer_names),那么,keystore记录必须出现在policy配置文件中。 

---- "some_keystore_url"是指keystore的URL位置,"keystore_type"是指keystore的类型。第二个选项是可选项,如果没有指定,该类型则假定由安全属性文件(java.security)中的"keystore.type"属性来确定。keystore类型定义了keystore信息的存储和数据格式,用于保护keystore中的私有密钥和keystore完整性的算法。Sun Microsystems支持的缺省类型为“JKS”。 

---- 1.2"grant"记录 

---- 在Policy文件中的每一个grant记录含有一个CodeSource(一个指定的代码)及其permission(许可)。 

---- Policy文件中的每一条grant记录遵循下面的格式,以保留字“grant”开头,表示一条新的记录的开始,“Permission”是另一个保留字,在记录中用来标记一个新的许可的开始。每一个grant记录授予一个指定的代码(CodeBase)一套许可(Permissions)。 

---- permission_class_name必须是一个合格并存在的类名,例如java.io.FilePermission,不能使用缩写(例如,FilePermission)。 

---- target_name用来指定目标类的位置,action用于指定目标类拥有的权限。 

---- target_name可以直接指定类名(可以是绝对或相对路径),目录名,也可以是下面的通配符: 

directory/* 目录下的所有文件
*当前目录的所有文件
directory/-目录下的所有文件,包括子目录
- 当前目录下的所有文件,包括子目录
《ALL FILES》文件系统中的所有文件
对于java.io.FilePermission,action可以是:
read, write, delete和execute。
对于java.net.SocketPermission,action可以是:
listen,accept,connect,read,write。

---- 1.3 Policy文件中的属性扩展(Property Expansion) 
---- 属性扩展与shell中使用的变量扩展类似,它的格式为: 

"${some.property}"
实际使用的例子为:
permission java.io.FilePermission 
"${user.home}", "read";
"${user.home}"的值为"d:\Project",
因此,下面的语句和上面的语句是一样的:
permission java.io.FilePermission "
d:\Project ", "read";

三. 实例 
---- 当初始化Policy时,首先装载系统Policy,然后再增加用户Policy,如果两者都不存在,则使用缺省的Policy,即原始的沙箱模型。 
---- 系统Policy文件的缺省位置为: 

{java.home}/lib/security/java.policy (Solaris)
{java.home}\lib\security\java.policy (Windows)
用户Policy文件的缺省位置为:
{user.home}/.java.policy (Solaris)
{user.home}\.java.policy (Windows)

---- 其实,在实际使用中,我们可能不会象上面介绍的那么复杂,特别是在不使用数字签名时。这时,我们完全可以借鉴JDK 1.2提供给我们的现成的\jdk1.2\jre\lib\security\java.policy文件,根据我们的需要作相应的修改,本文就针对不使用数字签名情况详细说明安全策略文件的用法。 
---- 下面,是一个完整的在Windows 95/98/NT下使用的.java.policy文件。在文件中,分别使用注释的形式说明了每个“permission”记录的用途。 

// For LanServerTalk.java and LanClientTalk.java

grant { 
//对系统和用户目录“读”的权限
permission java.util.PropertyPermission
"user.dir", "read";
permission java.util.PropertyPermission 
"user.home", "read";
permission java.util.PropertyPermission 
"java.home", "read";
permission java.util.PropertyPermission 
"java.class.path", "read";
permission java.util.PropertyPermission 
"user.name", "read"; 

//对线程和线程组的操作权限
permission java.lang.RuntimePermission
"modifyThread";
permission java.lang.RuntimePermission
"modifyThreadGroup";

//操作Socket端口的各种权限
permission java.net.SocketPermission
"-", "listen";
permission java.net.SocketPermission
"-", "accept";
permission java.net.SocketPermission 
"-", "connect";
permission java.net.SocketPermission "-", "read";
permission java.net.SocketPermission "-", "write";

//读写文件的权限
permission java.io.FilePermission "-", "read";
permission java.io.FilePermission "-", "write";

//退出系统的权限,例如System.exit(0)
permission java.lang.RuntimePermission "exitVM";
};

四. java.policy文件的使用 
---- 对于windows 95/98/NT,使用.java.policy文件的方法主要有下面两种。 
---- 1. 使用缺省目录 

---- 我们可以简单地将编辑好的.java.policy文件拷贝到windows 95/98/NT的HOME目录,这时,所有的applet(或Java应用程序)可能都拥有某些相同的权限,使用起来简单,但不灵活(例如:对于java.io.FilePermission ,其目标类的target_name必须使用绝对路径),如果不是在企业内部网中使用,还可能存在一定安全隐患。 

---- 2. 在命令行中指定 

---- 在命令行,如果我们希望传递一个Policy文件给appletviewer,还可以使用"-J-Djava.security.policy"参数来指定policy的位置: 

appletviewer -J-Djava.security.
policy=pURL myApplet

---- pURL为Policy文件的位置。下面,是一个实际的例子,以当前目录的.java.policy文件所指定的安全策略运行当前目录的LanServerTalk.html(文件中装载并运行LanServerTalk.java): 
appletviewer -J-Djava.security.policy
=.java.policy LanServerTalk.html 

---- 这种方法使用灵活,特别是作为一个软件包在企业内部网中发布时,安装、设置和迁移软件,基本无须修改Policy文件的内容,使用起来相当简单,而且,安全许可的范围控制较精细。

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