关于 Java 序列化你不知道的 5 件事( 二 )


2. 序列化并不安全
让 Java 开发人员诧异并感到不快的是,序列化二进制格式完全编写在文档中,并且完全可逆 。实际上,只需将二进制序列化流的内容转储到控制台,就足以看清类是什么样子,以及它包含什么内容 。
这对于安全性有着不良影响 。例如,当通过 RMI 进行远程方法调用时,通过连接发送的对象中的任何 private 字段几乎都是以明文的方式出现在套接字流中,这显然容易招致哪怕最简单的安全问题 。
幸运的是,序列化允许 “hook” 序列化过程,并在序列化之前和反序列化之后保护(或模糊化)字段数据 。可以通过在 Serializable 对象上提供一个 writeObject 方法来做到这一点 。
模糊化序列化数据
假设 Person 类中的敏感数据是 age 字段 。毕竟,女士忌谈年龄 。我们可以在序列化之前模糊化该数据,将数位循环左移一位,然后在反序列化之后复位 。(您可以开发更安全的算法,当前这个算法只是作为一个例子 。)
为了 “hook” 序列化过程,我们将在 Person 上实现一个 writeObject 方法;为了 “hook” 反序列化过程,我们将在同一个类上实现一个readObject 方法 。重要的是这两个方法的细节要正确 — 如果访问修改方法、参数或名称不同于清单 4 中的内容,那么代码将不被察觉地失败,Person 的 age 将暴露 。
清单 4. 模糊化序列化数据

关于 Java 序列化你不知道的 5 件事

文章插图
 
如果需要查看被模糊化的数据,总是可以查看序列化数据流/文件 。而且,由于该格式被完全文档化,即使不能访问类本身,也仍可以读取序列化流中的内容 。
3. 序列化的数据可以被签名和密封
上一个技巧假设您想模糊化序列化数据,而不是对其加密或者确保它不被修改 。当然,通过使用 writeObject 和 readObject 可以实现密码加密和签名管理,但其实还有更好的方式 。
如果需要对整个对象进行加密和签名,最简单的是将它放在一个 javax.crypto.SealedObject 和/或 java.security.SignedObject 包装器中 。两者都是可序列化的,所以将对象包装在 SealedObject 中可以围绕原对象创建一种“包装盒” 。必须有对称密钥才能解密,而且密钥必须单独管理 。同样,也可以将 SignedObject 用于数据验证,并且对称密钥也必须单独管理 。
结合使用这两种对象,便可以轻松地对序列化数据进行密封和签名,而不必强调关于数字签名验证或加密的细节 。很简洁,是吧?
4. 序列化允许将代理放在流中
很多情况下,类中包含一个核心数据元素,通过它可以派生或找到类中的其他字段 。在此情况下,没有必要序列化整个对象 。可以将字段标记为 transient,但是每当有方法访问一个字段时,类仍然必须显式地产生代码来检查它是否被初始化 。
如果首要问题是序列化,那么最好指定一个 flyweight 或代理放在流中 。为原始 Person 提供一个 writeReplace 方法,可以序列化不同类型的对象来代替它 。类似地,如果反序列化期间发现一个 readResolve 方法,那么将调用该方法,将替代对象提供给调用者 。
打包和解包代理
writeReplace 和 readResolve 方法使 Person 类可以将它的所有数据(或其中的核心数据)打包到一个 PersonProxy 中,将它放入到一个流中,然后在反序列化时再进行解包 。
清单 5. 你完整了我,我代替了你
关于 Java 序列化你不知道的 5 件事

文章插图
 

关于 Java 序列化你不知道的 5 件事

文章插图
 
注意,PersonProxy 必须跟踪 Person 的所有数据 。这通常意味着代理需要是 Person 的一个内部类,以便能访问 private 字段 。有时候,代理还需要追踪其他对象引用并手动序列化它们,例如 Person 的 spouse 。
这种技巧是少数几种不需要读/写平衡的技巧之一 。例如,一个类被重构成另一种类型后的版本可以提供一个 readResolve 方法,以便静默地将被序列化的对象转换成新类型 。类似地,它可以采用 writeReplace 方法将旧类序列化成新版本 。
5. 信任,但要验证
认为序列化流中的数据总是与最初写到流中的数据一致,这没有问题 。但是,正如一位美国前总统所说的,“信任,但要验证” 。
对于序列化的对象,这意味着验证字段,以确保在反序列化之后它们仍具有正确的值,“以防万一” 。为此,可以实现 ObjectInputValidation接口,并覆盖 validateObject() 方法 。如果调用该方法时发现某处有错误,则抛出一个 InvalidObjectException 。


推荐阅读