使用Policy文件来设置Java的安全策略

---- 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。