數據脫敏（Data Masking）是指通過某種方式對敏感數據進行變形，使其在使用過程中無法識別原始數據，從而保護數據隱私。數據脫敏通常應用在開發、測試和數據分析等場景中。下面我們詳細介紹如何在Java應用程序中進行數據脫敏，并結合代碼示例進行說明。

一. 數據脫敏的方法

常見的數據脫敏方法有：

1. 字符替換：用特定字符替換部分敏感數據，例如將身份證號的中間部分用“*”替換。
2. 加密：對數據進行加密，使其難以識別。
3. 數據混淆：通過改變數據的原始結構，使其不可識別。
4. 數據截斷：只顯示部分數據，隱藏其余部分。

二. 字符替換脫敏

以下示例展示了如何使用字符替換的方法進行數據脫敏。我們將實現一個簡單的工具類，用于對不同類型的敏感數據進行脫敏處理。

1. 創建數據脫敏工具類

我們創建一個名為DataMaskingUtil的工具類，提供各種常見的脫敏方法。

public class DataMaskingUtil {/*** 脫敏處理：將字符串的中間部分用指定字符替換。** @param str         待脫敏的字符串* @param start       開始保留多少位* @param end         末尾保留多少位* @param maskChar    替換的字符* @return            脫敏處理后的字符串*/public static String mask(String str, int start, int end, char maskChar) {if (str == null || str.length() <= start + end) {return str;}StringBuilder maskedString = new StringBuilder();for (int i = 0; i < str.length(); i++) {if (i < start || i >= str.length() - end) {maskedString.append(str.charAt(i));} else {maskedString.append(maskChar);}}return maskedString.toString();}/*** 對手機號進行脫敏處理** @param phoneNumber 原始手機號* @return            脫敏后的手機號*/public static String maskPhoneNumber(String phoneNumber) {return mask(phoneNumber, 3, 4, '*');}/*** 對身份證號進行脫敏處理** @param idNumber 原始身份證號* @return         脫敏后的身份證號*/public static String maskIDNumber(String idNumber) {return mask(idNumber, 3, 4, '*');}/*** 對電子郵箱進行脫敏處理** @param email 原始電子郵箱* @return      脫敏后的電子郵箱*/public static String maskEmail(String email) {if (email == null || !email.contains("@")) {return email;}String[] parts = email.split("@");String localPart = parts[0];String domainPart = parts[1];String maskedLocalPart = localPart.length() <= 2 ? localPart : mask(localPart, 1, 1, '*');return maskedLocalPart + "@" + domainPart;}/*** 對信用卡號進行脫敏處理** @param creditCardNumber 原始信用卡號* @return                 脫敏后的信用卡號*/public static String maskCreditCardNumber(String creditCardNumber) {return mask(creditCardNumber, 4, 4, '*');}public static void main(String[] args) {// 測試脫敏處理System.out.println("Phone Number: " + maskPhoneNumber("13812345678"));System.out.println("ID Number: " + maskIDNumber("123456789012345678"));System.out.println("Email: " + maskEmail("example@example.com"));System.out.println("Credit Card Number: " + maskCreditCardNumber("1234123412341234"));}
}

三. 整合到數據庫操作

我們可以將數據脫敏功能集成到數據庫操作中，以確保在查詢結果中對敏感數據進行脫敏處理。

1. 創建服務類進行數據庫操作

假設我們有一個名為User的實體類，其中包含敏感信息，如手機號、身份證號等。

public class User {private int id;private String name;private String phoneNumber;private String idNumber;private String email;private String creditCardNumber;// Getters and setters// ...
}

2. 創建數據庫操作服務類

我們創建一個服務類UserService，用于從數據庫中查詢用戶信息并進行脫敏處理。

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;public class UserService {private static final String URL = "jdbc:mysql://localhost:3306/sensitive_data_db";private static final String USER = "root";private static final String PASSWORD = "password";public User getUserById(int userId) throws Exception {User user = null;try (Connection conn = DriverManager.getConnection(URL, USER, PASSWORD)) {String sql = "SELECT * FROM users WHERE id = ?";try (PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql)) {pstmt.setInt(1, userId);ResultSet rs = pstmt.executeQuery();if (rs.next()) {user = new User();user.setId(rs.getInt("id"));user.setName(rs.getString("name"));user.setPhoneNumber(DataMaskingUtil.maskPhoneNumber(rs.getString("phone_number")));user.setIdNumber(DataMaskingUtil.maskIDNumber(rs.getString("id_number")));user.setEmail(DataMaskingUtil.maskEmail(rs.getString("email")));user.setCreditCardNumber(DataMaskingUtil.maskCreditCardNumber(rs.getString("credit_card_number")));}}}return user;}public static void main(String[] args) throws Exception {UserService userService = new UserService();User user = userService.getUserById(1);if (user != null) {System.out.println("User ID: " + user.getId());System.out.println("Name: " + user.getName());System.out.println("Phone Number: " + user.getPhoneNumber());System.out.println("ID Number: " + user.getIdNumber());System.out.println("Email: " + user.getEmail());System.out.println("Credit Card Number: " + user.getCreditCardNumber());}}
}

四. 測試數據脫敏

運行上述代碼，可以看到從數據庫中查詢到的用戶信息已經經過了脫敏處理，敏感數據部分被替換為特定的掩碼字符。

總結

通過以上步驟，我們詳細介紹了如何在Java應用程序中進行數據脫敏。這個過程包括：

1. 創建數據脫敏工具類，提供多種脫敏方法。
2. 創建數據庫操作服務類，將數據脫敏功能集成到數據庫查詢中。
3. 測試數據脫敏功能，確保敏感數據在查詢結果中被適當掩碼。

通過這種方式，可以有效保護數據隱私，防止敏感信息泄露。