java安全相关知识

标签：组件   trap   api   针对   嵌入式   软件开发工具   传统   除了   manager   

JVM：java虚拟机，Java编译程序将生成Java虚拟机上可运行的目标代码，使得Java程序可以再不同平台不加修改的运行。JVM包含完善的硬件架构，主要分为五大模块—类装载器子系统、运行时数据全、执行引擎、本地方法接口和垃圾收集模块。其没有寄存器，指令集使用Java栈来存储中间数据。
JRE：Java运行环境，包含JVM标准实现与Java核心类库，安装后能正确运行Java应用程序
JDK：Java开发人员使用的SDK（软件开发工具包），主要用于移动设备、嵌入式设备的Java应用等开发，一般JDK会含有JRE以及常用的Java相关工具

JDK 以及 JRE 几经变迁，目前的主流版本是由 Oracle 公司提供的。除了官方提供的之外，还有开源的 OpenJDK 项目，以及 Apple、IBM 等公司基于官方 JRE 开发的一些 JRE 程序。国内外的研究方向更偏向于 JVM 逃逸手段也就是 JRE 漏洞的利用技术，触发本地JRE 漏洞，发起了逃逸出本地 JVM 而针对操作系统的攻击，被称为JVM 逃逸。

以 Oracle JRE 为例，Java API 分为Java 层和原生层（native层），其中Java 层由 Java 语言本身编写，原生层主要由 C 语言编写，是一些与操作系统接合较为紧密的底层 API 封装，在 Windows 系统中编译为动态链接库（“*.dll”文件），作为 JRE 的重要组成部分而存在。而Java 层中存在着可以自定义安全规则的沙箱（Sandbox）。针对 Java 层 API 与原生层 API，JRE 安全机制分别包括 JRE 沙箱与 JVM 类型安全机制。
在 JRE 中的 JRE 沙箱（JRE Sandbox），是由众多安全组件组成的系统，负责限制类似 Applet 这样来自互联网的不可信 Java 程序在执行中的权限。

一个 class 文件，从被加载到 JVM 中开始直到卸载，其生命周期要经过七个阶段：加载、验证、准备、解析、初始化、使用、卸载。class 文件的加载和校验环节是比较重要的。一般来说，只要顺利通过了这两个环节，一个 class 直到它运行之前都不会有安全检查了。任何一个类一旦由Bootstrap Classloader 加载，那么它将拥有 Java API 级别的权限，完全被 Java 虚拟机所信任。那么 JRE 沙箱的安全管理系统将被彻底关闭。

SecurityManager 对象一般为 null，也就是说允许一切“不安全”操作。但在不信任的状态下，如在 Applet 中，这个 SecurityManager 对象被默认设置为 Java 原生类中的sun.applet.AppletSecurity 类的对象实例，将限制其在沙箱中操作。实现 JVM 逃逸的最终目标是将安全管理器设置为 null。

在 Java 6 与 Java 7 当中，权限检查的工作交给了 AccessController 类，每当触发权限检查时，AccessController 会对方法调用栈上的所有方法进行检查。而AccessController 类中提供了用于提升权限的doPrivileged()方法，作为调用栈检查的终止点，可以通过此函数实现权限提升代码块。

Java 反射机制（Reflection）是 Java 程序开发语言的重要特性，它为 Java 提供了在运行过程中动态获取及调用一个类及其方法和变量的功能，从编程的表现形式来讲，可以理解为通过间接的方式去调用一些 API。有一些相对“不安全”的 API，通过传统的直接调用的方式是调不了的，而通过反射机制就可以调用到它们。

checkPackageAccess 方法，其功能是检查当前类是否具有访问、调用某些包的权限。

禁止非结构化地访问内存是 JVM 中防止对内存恶意破坏的一种安全策略。

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