java类文件混合加密算法的研究与分析

摘要

Java是计算机技术发展和信息交换的一个重要标志，其操作简单，兼容性强，安全，高性能等特点成功改变了传统软件的开发模式，带来了一场软件的新变革。因此，在软件开发中得到了广泛的应用。与此同时，Java使用量的增加，使得软件在安全保护上面带来了巨大的考验，Java虽然能够跨平台使用具有较好的灵活性，并具有独立的编译方式，但是其源代码编译后，并没有生成二进制的文件，而是一种面向虚拟机的文件，称之为Java类文件，属于一种具有格式的中间代码，容易被黑客进行反编译Java。反编译得到的代码和源代码差别不大。因此，存在Java文件窃取的现象。为了避免文件代码窃取现象的发生，提高Java类文件安全性措施势在必行。
　　近年来，企业和java开发人员针对java类文件的保护，在对java底层类加载机制的深度分析后，提出了一系列的保护措施，如本地编译、代码隔离技术、代码混淆技术、数字水印技术。本文对Java类文件的保护现状及保护技术进行深入研究后，在前人研究的基础上分析总结现有的Java类文件保护技术的主要算法和优缺点。传统的Java类文件加密方式有RSA、AES等，但其对加密长度是有限制的，在一些较为复杂和长数据加密过程中会存在异常的现象，因此，本文提出了一种分块Java类文件的RSA加密算法，可有效地对较长数据进行加解密操作，节约加解密时间，提高算法的效率，具有重要的研究意义。
　　在一个相对比较安全的网络环境下，程序员往往会忽视对自己代码的保护。所以文章采用JNI结合类加载器装载等java技术设计了一套不透明性较大的类文件保护机制。并分析和测试了这套类文件保护机制的有效性与可靠性。
　　文章的主要工作有:
　　1.采用JNI技术结合C++语言完成对类文件的加密操作。通常用于加密的类文件自身是显露于大众视野下的，所以采用C++语言，将本地加密类设计成动态链接库来完成。
　　2.设计加密解密的算法，完成代码测试。加密解密的测试结果能直接说明其性能的好坏。采用手工测试的方法对算法进行了各个方面的测试。
　　3.通过类加载器来实现类文件的解密。为了隐藏解密细节，通过自己设计的类加载器在加载类文件的时候嵌入解密算法对类文件进行解密。然后类加载器也是类文件，所以要对类加载器进行加密，最后通过修改jvm来实现类加载器的解密和调用。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究的背景和意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 Java类文件保护

1．2．2 密码技术

1．2．3 发展趋势

1．3 课题研究方法及内容

1．3．1 研究方法

1．3．2 研究内容

1．4 论文结构安排

第二章 Java类文件及加密技术

2．1 Java类文件

2．1．1 Java类文件结构

2．1．2 java的编译

2．1．3 Java反编译

2．1．4 Java类文件的安全性

2．2 文件保护技术

2．2．1 编辑本地执行文件

2．2．2 数字水印技术

2．2．3 远程接口访问

2．2．4 代码混淆技术

2．2．5 类加载器加密技术

2．3 系统开发工具

2．3．1 Eclipse

2．3．2 Tomcat

2．3．3 Visual Studio

2．4 本章小结

第三章 Java类文件混合加密算法设计

3．1 算法可行性分析

3．2 Java本地接口

3．3 密钥交换原理

3．4 RSA加密算法

3．4．1 RSA实现原理

3．4．2 RSA加密解密

3．4．3 RSA算法存在的问题

3．5 Java类文件加密加载

3．5．1 自动筛选加密类文件

3．5．2 制定ClassLoader

3．5．3 启动程序设计

3．5．4 修改jvm实现类加载器加密

3．6 本章小结

第四章 Java类文件加密算法实现

4．1 加解密流程设计

4．2 常用的算法

4．2．1 大素数生成算法

4．2．2 欧几里得算法

4．2．3 模幂算法

4．3 加密过程代码实现

4．3．1 密钥生成和管理

4．3．2 密钥加密和类文件字符编码

4．3．3 混合RSA加密解密

4．3．4 数字签名

4．4 本章小结

第五章 Java类文件加密效果分析

5．1 算法安全性分析

5．2 算法加解密测试

5．2．1 数据加解密测试

5．2．2 类文件加解密测试

5．2．3 RSA数字签名测试

5．3 算法整体性能分析

5．4 本章小结

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢