SpringBoot中利用自定义注解优雅地实现隐私数据脱敏（加密显示）

前言
这两天在整改等保测出的问题，里面有一个“用户信息泄露”的风险项（就是后台系统里用户的一些隐私数据直接明文显示了），其实指的就是要做数据脱敏。

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：
1、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）
2、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,
}

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 cn.hutool.core.util.StrUtil;
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 lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.NoArgsConstructor;

import java.io.IOException;
import java.util.Objects;

@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(String origin, final JsonGenerator jsonGenerator,
                          final SerializerProvider serializerProvider) throws IOException {
    
    
        if (StrUtil.isEmpty(origin)) {
    
    
            origin = null;
        }
        if (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 (null != beanProperty) {
    
    
            if (Objects.equals(beanProperty.getType().getRawClass(), String.class)) {
    
    
                PrivacyEncrypt privacyEncrypt = beanProperty.getAnnotation(PrivacyEncrypt.class);
                if (null == privacyEncrypt) {
    
    
                    privacyEncrypt = beanProperty.getContextAnnotation(PrivacyEncrypt.class);
                }
                if (null != privacyEncrypt) {
    
    
                    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

【重要】2023-07-04更新：上述代码已经优化修改，解决了当数据库表里的字段值为空串、非null时，Jackson序列化时报的异常问题

4. 隐私数据隐藏工具类：PrivacyUtil

public class PrivacyUtil {
    
    

    /**
     * 中文名脱敏
     */
    public static String hideChineseName(String chineseName) {
    
    
        if (StrUtil.isEmpty(chineseName)) {
    
    
            return null;
        }
        if (chineseName.length() <= 2) {
    
    
            return desValue(chineseName, 1, 0, "*");
        }
        return desValue(chineseName, 1, 1, "*");
    }

    /**
     * 手机号脱敏
     */
    public static String hidePhone(String phone) {
    
    
        if (StrUtil.isEmpty(phone)) {
    
    
            return null;
        }
        return phone.replaceAll("(\\d{3})\\d{4}(\\d{4})", "$1****$2"); // 隐藏中间4位
//        return desValue(phone, 3, 4, "*"); // 隐藏中间4位
//        return desValue(phone, 7, 0, "*"); // 隐藏末尾4位
    }

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

    /**
     * 身份证号脱敏
     */
    public static String hideIDCard(String idCard) {
    
    
        if (StrUtil.isEmpty(idCard)) {
    
    
            return null;
        }
        return idCard.replaceAll("(\\d{4})\\d{10}(\\w{4})", "$1*****$2");
    }

    /**
     * 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 (StrUtil.isEmpty(origin)) {
    
    
            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();
    }

}

这个工具类其实可以自己定，根据自己的业务去扩展，提两点：

1. 这个工具类不管脱敏什么，一定要先判断参数是否为空，若为空，则直接返回null，这样 jsonGenerator.writeString() 正常执行
2. 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可以采用固定的

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（一般在返回的VO实体类中的字段上使用），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，支持扩展，测试效果图如下：

以上代码已经过测试，并已实际生产使用，所以可放心使用
参考文章：https://blog.csdn.net/a792396951/article/details/117993344