SpringBoot 自定义注解实现涉密字段脱敏

关于数据脱敏，网上的文章都是硬编码规则，比如对身份证，手机号，邮件地址等固定写法脱敏。本文在此基础上，拓展动态从数据库查出涉密关键字执行脱敏操作。

数据脱敏：把系统里的一些敏感数据进行加密处理后再返回，达到保护隐私作用，实现效果图如下：

其实要实现上面的效果，可能最先想到的方法是直接改每个controller接口，在返回数据前做一次加密处理，当然这个方法肯定是非常捞的。这里推荐用注解来实现，即高效又优雅，省时省力，支持扩展。

其实解决方案大体上分两种：

在拿到数据时就已经脱敏了（如在 mysql 查询时用 insert 函数进行隐藏）

拿到数据后在序列化的时候再进行脱敏（如用 fastjson、jackson）

这里我所选用的方案是第二种，即在接口返回数据前，在序列化的时候对敏感字段值进行处理，并且选用 jackson 的序列化来实现（推荐）

1. 创建隐私数据类型枚举：PrivacyTypeEnum

import lombok.Getter;

/**
 * 隐私数据类型枚举
 *
 */
@Getter
public enum PrivacyTypeEnum {

    /**
     * 自定义（此项需设置脱敏的范围）
     */
    CUSTOMER,

    /**
     * 姓名
     */
    NAME,

    /**
     * 身份证号
     */
    ID_CARD,

    /**
     * 手机号
     */
    PHONE,

    /**
     * 邮箱
     */
    EMAIL,

    /**
     * 关键字
     */
    KEYWORD
}

2. 创建自定义隐私注解：PrivacyEncrypt

import com.fasterxml.jackson.annotation.JacksonAnnotationsInside;
import com.fasterxml.jackson.databind.annotation.JsonSerialize;

import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;

/**
 * 自定义数据脱敏注解
 */
@Target(ElementType.FIELD) // 作用在字段上
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) // class文件中保留，运行时也保留，能通过反射读取到
@JacksonAnnotationsInside // 表示自定义自己的注解PrivacyEncrypt
@JsonSerialize(using = PrivacySerializer.class) // 该注解使用序列化的方式
public @interface PrivacyEncrypt {

    /**
     * 脱敏数据类型（没给默认值，所以使用时必须指定type）
     */
    PrivacyTypeEnum type();

    /**
     * 前置不需要打码的长度
     */
    int prefixNoMaskLen() default 1;

    /**
     * 后置不需要打码的长度
     */
    int suffixNoMaskLen() default 1;

    /**
     * 用什么打码
     */
    String symbol() default "*";
}

3. 创建自定义序列化器：PrivacySerializer

import com.fasterxml.jackson.core.JsonGenerator;
import com.fasterxml.jackson.databind.BeanProperty;
import com.fasterxml.jackson.databind.JsonMappingException;
import com.fasterxml.jackson.databind.JsonSerializer;
import com.fasterxml.jackson.databind.SerializerProvider;
import com.fasterxml.jackson.databind.ser.ContextualSerializer;
import com.zk.common.core.domain.enumerate.PrivacyTypeEnum;
import com.zk.common.core.utils.PrivacyUtil;
import java.io.IOException;
import java.util.Objects;
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.NoArgsConstructor;
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;

@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class PrivacySerializer extends JsonSerializer<String> implements ContextualSerializer {

  // 脱敏类型
  private PrivacyTypeEnum privacyTypeEnum;
  // 前几位不脱敏
  private Integer prefixNoMaskLen;
  // 最后几位不脱敏
  private Integer suffixNoMaskLen;
  // 用什么打码
  private String symbol;

  @Override
  public void serialize(final String origin, final JsonGenerator jsonGenerator,
      final SerializerProvider serializerProvider) throws IOException {
    if (StringUtils.isNotBlank(origin) && null != privacyTypeEnum) {
      switch (privacyTypeEnum) {
        case CUSTOMER:
          jsonGenerator.writeString(PrivacyUtil.desValue(origin, prefixNoMaskLen, suffixNoMaskLen, symbol));
          break;
        case NAME:
          jsonGenerator.writeString(PrivacyUtil.hideChineseName(origin));
          break;
        case ID_CARD:
          jsonGenerator.writeString(PrivacyUtil.hideIDCard(origin));
          break;
        case PHONE:
          jsonGenerator.writeString(PrivacyUtil.hidePhone(origin));
          break;
        case EMAIL:
          jsonGenerator.writeString(PrivacyUtil.hideEmail(origin));
          break;
        default:
          throw new IllegalArgumentException("unknown privacy type enum " + privacyTypeEnum);
      }
    }
  }

  @Override
  public JsonSerializer<?> createContextual(final SerializerProvider serializerProvider,
      final BeanProperty beanProperty) throws JsonMappingException {
    if (beanProperty != null) {
      if (Objects.equals(beanProperty.getType().getRawClass(), String.class)) {
        PrivacyEncrypt privacyEncrypt = beanProperty.getAnnotation(PrivacyEncrypt.class);
        if (privacyEncrypt == null) {
          privacyEncrypt = beanProperty.getContextAnnotation(PrivacyEncrypt.class);
        }
        if (privacyEncrypt != null) {
          return new PrivacySerializer(privacyEncrypt.type(), privacyEncrypt.prefixNoMaskLen(),
              privacyEncrypt.suffixNoMaskLen(), privacyEncrypt.symbol());
        }
      }
      return serializerProvider.findValueSerializer(beanProperty.getType(), beanProperty);
    }
    return serializerProvider.findNullValueSerializer(null);
  }
}

这里是具体的实现过程，因为要脱敏的数据都是 String 类型的，所以继承 JsonSerializer 时的类型填 String

重写的 serialize 方法是实现脱敏的核心，根据类型 type 的不同去设置序列化后的值

重写的 createContextual 方法就是去读取我们自定义的 PrivacyEncrypt 注解，打造一个上下文的环境。

4. 隐私数据隐藏工具类：PrivacyUtil

public class PrivacyUtil {

    /**
     * 隐藏手机号中间四位
     */
    public static String hidePhone(String phone) {
        return phone.replaceAll("(\\d{3})\\d{4}(\\d{4})", "$1****$2");
    }

    /**
     * 隐藏邮箱
     */
    public static String hideEmail(String email) {
        return email.replaceAll("(\\w?)(\\w+)(\\w)(@\\w+\\.[a-z]+(\\.[a-z]+)?)", "$1****$3$4");
    }

    /**
     * 隐藏身份证
     */
    public static String hideIDCard(String idCard) {
        return idCard.replaceAll("(\\d{4})\\d{10}(\\w{4})", "$1*****$2");
    }

    /**
     * 【中文姓名】只显示第一个汉字，其他隐藏为星号，比如：任**
     */
    public static String hideChineseName(String chineseName) {
        if (chineseName == null) {
            return null;
        }
        return desValue(chineseName, 1, 0, "*");
    }

/**
     * 隐藏关键字
     *
     * @param context
     * @return
     */
    public static String hideKeyWord(String context) {
        // SpringUtil.getBean()方法来源于hutool提供的工具类。网上也有很多spring静态获取bean的方法，没有hutool依赖的，可自行实现。
        //  实际项目中，请替换为自己的Mapper或者Dao。这里是为大家提供动态获取数据库的示例写法。
        SysSecurityFieldMapper sysSecurityFieldMapper = SpringUtil.getBean(SysSecurityFieldMapper.class);
        List<SysSecurityFieldEntity> privacyKeyWord = sysSecurityFieldMapper.selectList(new LambdaQueryWrapper<SysSecurityFieldEntity>()
                .eq(SysSecurityFieldEntity::getStatus, SecurityFieldConstant.STATUS_NORMAL));
        if (CollectionUtils.isEmpty(privacyKeyWord)) {
            return context;
        }
        for (int i = 0; i < privacyKeyWord.size(); i++) {
            if (context.contains(privacyKeyWord.get(i).getKeyWord())) {
                context = context.replaceAll(privacyKeyWord.get(i).getKeyWord(), "***");
            }
        }

        return context;
    }

//    /**
//     * 【身份证号】显示前4位, 后2位
//     */
//    public static String hideIdCard(String idCard) {
//        return desValue(idCard, 4, 2, "*");
//    }

//    /**
//     * 【手机号码】前三位，后四位，其他隐藏。
//     */
//    public static String hidePhone(String phone) {
//        return desValue(phone, 3, 4, "*");
//    }

    /**
     * 对字符串进行脱敏操作
     * @param origin          原始字符串
     * @param prefixNoMaskLen 左侧需要保留几位明文字段
     * @param suffixNoMaskLen 右侧需要保留几位明文字段
     * @param maskStr         用于遮罩的字符串, 如'*'
     * @return 脱敏后结果
     */
    public static String desValue(String origin, int prefixNoMaskLen, int suffixNoMaskLen, String maskStr) {
        if (origin == null) {
            return null;
        }
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (int i = 0, n = origin.length(); i < n; i++) {
            if (i < prefixNoMaskLen) {
                sb.append(origin.charAt(i));
                continue;
            }
            if (i > (n - suffixNoMaskLen - 1)) {
                sb.append(origin.charAt(i));
                continue;
            }
            sb.append(maskStr);
        }
        return sb.toString();
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(hideChineseName("张三三"));
    }
}

这个工具类其实可以自己定，根据自己的业务去扩展，提一点：

在自定义注解 PrivacyEncrypt 里，只有 type 的值为 PrivacyTypeEnum.CUSTOMER（自定义）时，才需要指定脱敏范围，即 prefixNoMaskLen 和 suffixNoMaskLen 的值，像邮箱、手机号这种隐藏格式都采用固定的
hideKeyWord() 方法中，SpringUtil.getBean()方法来源于hutool提供的工具类。网上也有很多spring静态获取bean的方法，没有hutool依赖的，可自行实现。实际项目中，请替换为自己的Mapper或者Dao。这里是为大家提供动态获取数据库的示例写法。

5. 注解使用

直接在需要脱敏的字段上加上注解，指定 type 值即可，如下：

@Data
public class People {

    private Integer id;

    private String name;

    private Integer sex;

    private Integer age;

    @PrivacyEncrypt(type = PrivacyTypeEnum.PHONE) // 隐藏手机号
    private String phone;

    @PrivacyEncrypt(type = PrivacyTypeEnum.EMAIL) // 隐藏邮箱
    private String email;

    private String sign;
}

到这里，脱敏工作就已经结束了，全局使用这一个注解即可，一劳永逸，测试效果图如下：