共计 3434 个字符，预计需要花费 9 分钟才能阅读完成。
1. 介绍
Java 平台设计的重点是安全性。在其核心，java 语言本身是类型安全的并且提供了垃圾自动回收，这使其增加了应用程序代码的健壮性。安全的类加载以及验证机制确保了只有合法的代码才能够执行。
初期的 java 平台为不信任的代码创建了一个安全的独立运行的安全环境，例如从公网下载的 java applets。随着平台的增长以及部署范围的扩张，Java 安全体系结构也相应地演变为支持日益增长的服务集。时至今日，这个架构包含了一系列的 API，工具以及常用安全算法、机制和协议的实现。这就给开发者开发应用提供了很多安全框架，为用户或者管理员提供了安全管理应用程序的工具集。
Java 安全 API 的范围很广，Cryptographic and public key infrastructure (PKI)接口为开发安全应用提供了基础。执行安全认证以及访问控制的的接口确保应用能够组织未授权的方位来保护资源的安全。
API 允许对算法以及其他的安全服务进行多个可操作的实现。由 Provider 实现服务，通过标准接口嵌入到 java 平台，这就使应用程序包含了安全服务而不必知道任何关于他们的实现。这就允许开发者专注于怎样在服务中集成安全机制而不用考虑如何实现复杂的安全机制。
Java 平台提供了许多 Providers 来实现许多核心的安全服务。同样页可以允许安装额外的定制 Provider。这就确保了开发者可以使用新的安全机制来扩展平台功能。
2.Java 语言安全以及字节码验证
Java 语言从设计开始就是类型安全的易用的。提供了内存自动管理，垃圾回收以及数据越界检查等机制。这就减少了开发者的编程压力，有更少的编程错误以及更安全健壮的代码。
Java 定义了不同的修饰符，这些修饰符可以标记在类，方法，字段上使开发人员能够适当地限制对其类实现的访问。语言定义了 4 中不同的访问层级：private，protected，public ,package(没有特殊说明的话)。public 是访问限制最小的修饰符，任何人都可以访问。private 是限制最严的修饰符不允许外部访问私有的成员。protected 修饰符允许子类访问或者同包下的其他类访问。包级别的访问只允许同包下的类访问。
Java 编译器将 java 程序翻译成独立于机器的字节码表示。字节码验证的使用就是确保在 Java 运行的时候合法的字节码执行。检查字节码是否遵从 Java 语言规范不要违反 Java 语言罪责以及命名约束。检车器同样检查内存管理问题、栈是否溢出、不合法的数据类型转换。一旦字节码通过检验，Java 运行时就准备执行他们。
3. 基本安全架构
Java 平台定义了一系列的 API 来覆盖了很多主要的安全范围，包括 cryptography, public key infrastructure, authentication, secure communication, and access control。这些 API 可以方便开发者很容易的集成安全机制到他们的应用中。可以使用如下规则去设计实现：
- 实现独立性
应用程序不需要自己实现安全，而是可以从 Java 平台中调用安全服务。安全服务在提供者（见下文）中实现，它们通过标准接口嵌入到 Java 平台中。应用程序可能依赖多个独立的 Provider 来实现安全功能。
- 实现互操作性
Providers 在应用程序之间是可互操作的。应用程序不会绑定到指定的 provider 上，provider 也不会绑定到应用上。
- 算法的扩展性
Java 平台包含了许多内建的实现了一系列常用的基本安全服务的 provider。然而，一些程序可能会依赖新出现的还没实现的标准，或者专利服务。Java 平台支持安装自定义实现这样服务的 provider。
Security Providers
Java java.security.Provider 类封装了 Java 平台中的安全 Provider 的概念。具体说明了 Provider 的名称并且列出了他实现的安全服务。同一时间多个 Provider 可能会被使用，并且在安照优先顺利列出。当安全服务被调用的时候，实现该服务的最高权限的 Privider 将会被选中。
应用程序依赖相关的 getInstance 方法从底层的 provider 来获取安全服务。例如，信息摘要创建代表这 provider 提供的一种服务类型。应用程序调用 java.security.MessageDigest 类的 getInstance 方法来获取指定信息摘要算法的实现，例如 SHA-256.
MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("SHA-256");程序可以选择性的去调用一个指定的 provider 实现，像如下一样，指定 provider 的名称：
MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("SHA-256", "ProviderC");diagram showing an application requesting an SHA-256 algorithem without specifying a provider name
图 1 Provider 查找
diagram showing an application requesting an SHA-256 algorithem from a specific provider
图 2 指定 Provider
图 1，2 解释了请求 SHA-256 信息摘要算法实现的过程。两幅图片都有三个 provider 实现了信息摘要算法。provider 通过引用从左到右顺序排列。在图一中，应用程序请求 SHA-256 算法实现而没有指定 provider 的名称。
provider 就会按照引用的顺序去查找，查找第一个实现该算法的 privider-ProviderB 就被返回了。在图 2 中，应用程序请求 SHA-256 算法，并且带有相应的 privider-ProviderC 参数。此时，指定的 Provider 就返回了
即使有一个更高优先级的 ProviderB 同样提供了 SHA-256 实现。
File Locations（文件位置）
本文中提到的 Java 安全性的某些方面，包括 provider 的配置，可以通过设置安全属性来定制。您可以在安全属性文件中静态设置安全性属性，默认情况下，该文件是安装 Java™运行时环境（JRE）的目录的 lib / security 目录中的 java.security 文件。也可以通过调用 Security 类的适当方法（在 java.security 包中）动态设置安全属性。
本文中提到的工具和命令都在~jre / bin 目录中，其中~jre 代表安装 JRE 的目录。第 5 节中提到的 cacerts 文件位于~jre / lib / security 中。
4. Cryptography（加密）
Java 加密架构是 kava 平台访问开发加密功能的框架。它包含多种多样的加密服务，包括：
- Message digest algorithms
- Digital signature algorithms
- Symmetric bulk encryption
- Symmetric stream encryption
- Asymmetric encryption
- Password-based encryption (PBE)
- Elliptic Curve Cryptography (ECC)
- Key agreement algorithms
- Key generators
- Message Authentication Codes (MACs)
- (Pseudo-)random number generators
由于历史原因，加密 API 放在了两个不同的包里面。java.security 包包含不受出口控制限制的（像 Signature 以及 MessageDigest)。javax.crypto 包包含着受出口控制限制的类（Cipher 以及 KeyAgreement）。
加密接口是基于 provider 的，允许多个可互操作的加密实现。一些 provider 可能实在软件中执行加密操作，另外的可能会基于硬件的 token 来执行操作。提供出口控制的 Provider 服务必须是数字签名的。
Java 内置的 Provider 提供了许多通用的密码算法，比如：RSA, DSA, ECDSA 等签名算法、DES, AES, ARCFOUR 等加密算法、MD5, SHA-1, SHA-256 等信息摘要算法、还有 Diffie-Hellman 和 ECDH 这样的密钥协商算法。
点击该链接，获取博客解锁验证码
