在Swing中,密码字段有一个getPassword()(returns char[])方法,而不是通常的getText()(return String)方法。同样,我也遇到了一个建议,不要使用String来处理密码。

为什么字符串对密码安全构成威胁?使用char[]感觉不方便。


当前回答

正如Jon Skeet所说,除了使用反射,没有其他方法。

然而,如果反射是您的选择,您可以这样做。

public static void main(String[] args) {
    System.out.println("please enter a password");
    // don't actually do this, this is an example only.
    Scanner in = new Scanner(System.in);
    String password = in.nextLine();
    usePassword(password);

    clearString(password);

    System.out.println("password: '" + password + "'");
}

private static void usePassword(String password) {

}

private static void clearString(String password) {
    try {
        Field value = String.class.getDeclaredField("value");
        value.setAccessible(true);
        char[] chars = (char[]) value.get(password);
        Arrays.fill(chars, '*');
    } catch (Exception e) {
        throw new AssertionError(e);
    }
}

运行时

please enter a password
hello world
password: '***********'

注意:如果String的char[]作为GC循环的一部分被复制,那么前一个副本可能在内存中的某个位置。

这个旧副本不会出现在堆转储中,但如果您可以直接访问进程的原始内存,您可以看到它。通常,您应该避免任何人有这样的访问权限。

其他回答

引用一份官方文档,Java Cryptography Architecture指南介绍了char[]与String密码(关于基于密码的加密,但这更一般地是关于密码):

将密码收集并存储在对象中似乎是合乎逻辑的然而,这里有一个警告:类型String是不可变的,即没有定义允许您更改(覆盖)或清零字符串的内容使用后。此功能使字符串对象不适合存储诸如用户密码之类的安全敏感信息。你应始终在char数组。

Java编程语言4.0版安全编码指南2-2也提到了类似的内容(尽管最初是在日志记录的上下文中):

准则2-2:不记录高度敏感信息一些信息,如社会安全号码(SSN)和密码是高度敏感的。此信息不应保留无论在什么地方,甚至在管理员。例如,不应将其发送到日志文件和它的存在不应该通过搜索来检测。一些瞬态数据可以保存在可变数据结构中,例如char数组,以及使用后立即清除。清除数据结构减少了当对象移入时,在典型的Java运行时系统上的有效性存储器对程序员来说是透明的。本指南还对实施和使用没有数据语义知识的低级库他们正在处理。例如,低级字符串解析库可以记录其工作的文本。应用程序可以解析SSN与图书馆。这会导致SSN管理员可以访问日志文件。

虽然这里的其他建议似乎有效,但还有一个很好的理由。使用纯字符串时,意外将密码打印到日志、监视器或其他不安全的地方的可能性要大得多。char[]不那么脆弱。

考虑一下:

public static void main(String[] args) {
    Object pw = "Password";
    System.out.println("String: " + pw);

    pw = "Password".toCharArray();
    System.out.println("Array: " + pw);
}

打印:

String: Password
Array: [C@5829428e

前面的很多答案都很好。还有一点我在假设(如果我错了,请纠正我)。

默认情况下,Java使用UTF-16存储字符串。使用字符数组、char[]数组,有助于使用Unicode、区域字符等。该技术允许所有字符集在存储密码时受到同等尊重,因此不会因字符集混淆而引发某些加密问题。最后,使用字符数组,我们可以将密码数组转换为所需的字符集字符串。

字符串是不可变的,一旦创建就不能更改。将密码创建为字符串将在堆或字符串池中留下对密码的零散引用。现在,如果有人对Java进程进行堆转储并仔细扫描,他可能会猜出密码。当然,这些未使用的字符串将被垃圾收集,但这取决于GC何时启动。

另一方面,一旦完成身份验证,char[]是可变的,您可以用任何字符(如所有M或反斜杠)覆盖它们。现在,即使有人进行了堆转储,他也可能无法获取当前未使用的密码。这在某种意义上为您提供了更多的控制,比如自己清除Object内容,而不是等待GC执行。

答案已经给出了,但我想与大家分享一下我最近在Java标准库中发现的一个问题。尽管他们现在非常小心地将密码字符串替换为随处可见的char[](这当然是一件好事),但在从内存中清除密码时,其他安全关键数据似乎被忽略了。

我正在考虑例如PrivateKey类。考虑一个场景,您将从PKCS#12文件加载一个专用RSA密钥,并使用它执行一些操作。现在,在这种情况下,只要对密钥文件的物理访问受到适当限制,单独嗅探密码对您没有多大帮助。作为一名攻击者,如果您直接获得密钥而不是密码,您的情况会更好。所需的信息可能是多方面的泄漏,核心转储、调试器会话或交换文件只是一些示例。

事实证明,没有任何东西可以让您从内存中清除PrivateKey的私有信息,因为没有API可以让您擦除构成相应信息的字节。

这是一个糟糕的情况,因为本文描述了这种情况如何被潜在利用。

例如,OpenSSL库在释放私钥之前会覆盖关键内存段。由于Java是垃圾收集的,所以我们需要显式方法来清除Java密钥的私有信息并使其无效,这些私有信息将在使用密钥后立即应用。