Java技術之所以在今天得到了如此廣闊的應用，其中它的安全性是不能不提的。不同於其它技術（例如Microsoft的ActiveX）中安全性作為附加設計和補丁，Java從設計之初便考慮到了安全性。因此Java的安全性是在語言層次實現的。Java的安全性由下列三個方面保證：
1、語言特性（包括數組的邊界檢查、類型轉換、取消指針型變量）。
2、資源訪問控制（包括本地文件系統訪問、Socket連接訪問）。
3、代碼數字簽名（通過數字簽名來確認代碼源以及代碼是否完整）。
本文主要討論結合後兩種技術來實現超越Applet的安全限制。我們先來看一下這三個方面的具體實現。我們知道Java的原代碼是先編譯成為一種字節碼的中間代碼，存放這種代碼的文件就是.class的文件。真正執行的時候是將class文件裝載到JVM（虛擬機）中，然後由JVM解釋執行的。所以數組的上下界檢查及合法的類型轉換是通過JVM得到保證的。
Java通過一個類裝載器類(ClassLoader)將虛擬機代碼文件（即class文件）裝載到JVM中，當完成裝載後，一個被稱做安全管理器（SecurityManager）的類開始運行，這就是上面描述的第二個方面的實現。例如當一個Applet的class文件被缺省的類裝載器裝載到JVM中後，JVM會立即為它裝載一個SecurityManager的子類AppletSecurity，由這個管理器來驗證操作。代碼的所有動作（例如文件讀寫）都要先經過驗證，只有被該安全管理器接受的動作才能完成，否則就會拋出SecurityException異常。那麼安全管理器類是怎麼判斷代碼的權限的呢？這就是利用Policy文件。
對於JDK1.0，權限被籠統的劃分為兩大塊。一是擁有所有的權限，一個是僅擁有"沙箱"（sandBox）權限，這也是普通的Applet所擁有的權限。這時本地文件讀寫或是與源主機（Orignal Server）以外的主機連接都是被禁止的。這種劃分的最大問題就是缺乏靈活性。例如我們希望一個Applet在用戶信任的情況下能夠對本地文件系統的某個目錄進行讀寫，但並不要通過Socket與其它主機連接。這是JDK1.0的權限劃分就不能達到要求。JDK1.1後改進了權限的劃分，引入了權限集（PermissionSet）的概念。它細劃了權限的放放面面，你可以有選擇性的組合你需要的權限來達到特殊的要求。下圖顯示了這種劃分：
圖1
圖一中的BasicPermission還可以進一步細分為更多的細節權限，例如：AWTPermission、RuntimePermission等等。Java通過一個後綴名為.policy的文件來組合這些權限。安裝完JRE(Java Runtime Environment)後有兩個缺省的權限文件，它們是：
${java.home}/lib/security/java.policy
${user.home}/.java.policy
下面是一個java.policy文件的實例：
// Standard extensions get all permissions by default
grant codeBase "file:${java.home}/lib/ext/*" {
permission java.security.AllPermission;
};
// default permissions granted to all domains
grant {
// Allows any thread to stop itself using the java.lang.Thread.stop()
// method that takes no argument.
// Note that this permission is granted by default only to remain
// backwards compatible.
// It is strongly recommended that you either remove this permission
// from this policy file or further restrict it to code sources
// that you specify, because Thread.stop() is potentially unsafe.
// See "http://java.sun.com/notes" for more information.
permission java.lang.RuntimePermission "stopThread";
// allows anyone to listen on un-privileged ports
permission java.net.SocketPermission "localhost:1024-", "listen";
// "standard" properies that can be read by anyone
permission java.util.PropertyPermission "java.version", "read";
permission java.util.PropertyPermission "java.vendor", "read";
permission java.util.PropertyPermission "java.vendor.url", "read";
permission java.util.PropertyPermission "java.class.version", "read";
permission java.util.PropertyPermission "os.name", "read";
permission java.util.PropertyPermission "os.version", "read";
permission java.util.PropertyPermission "os.arch", "read";
permission java.util.PropertyPermission "file.separator", "read";
permission java.util.PropertyPermission "path.separator", "read";
permission java.util.PropertyPermission "line.separator", "read";
permission java.util.PropertyPermission "java.specification.version", "read";
permission java.util.PropertyPermission "java.specification.vendor", "read";
permission java.util.PropertyPermission "java.specification.name", "read";
permission java.util.PropertyPermission "java.vm.specification.version", "read";
permission java.util.PropertyPermission "java.vm.specification.vendor", "read";
permission java.util.PropertyPermission "java.vm.specification.name", "read";
permission java.util.PropertyPermission "java.vm.version", "read";
permission java.util.PropertyPermission "java.vm.vendor", "read";
permission java.util.PropertyPermission "java.vm.name", "read";
};
由上面的這個文件可以看出，所有policy文件的寫法都是類似下面的格式：
grant codesource
{
permission_1;
permission_2;
}
其中permission_1代表一個具體的權限描述，這裡我們只來看看關於文件權限的描述，其它的權限描述是類似的。
寫法 代表含義 file 一個指定的文件 directory/ 一個指定的目錄 dirctory/* 一個目錄下的所有文件 dirctory/- 指定目錄及子目錄的所有文件 - 當前目錄及子目錄的所有文件 * 當前目錄的所有文件 <<ALL FILES>> 整個文件系統表1
下面是幾個具體的例子：
grant
{
permission java.io.FilePermission "<<ALL FILES>>" "read,write";
};
grant
{
permission java.io.FilePermission "<<${user.home/-} >>" "read,write,delete";
};
光有policy文件還是不夠，客戶無法判斷現在執行的代碼是否是由你發布的，也不能保證這個代碼在傳輸的過程中有沒有被人給惡意的破壞。所以還需要數字簽名技術來保證這兩方面。JDK中給我們提供了幾個工具來完成這些工作。
結合這幾種技術就可以達到本文的目的了，下面就是本文的目標代碼，它是一個可以讀取本地文件系統的Applet：
代碼1
/-------------------------------------
package jcomponent;
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.applet.*;
import java.io.*;
public class FileReaderApplet extends Applet {
boolean isStandalone = false;
TextField fileNameField;
TextArea fileArea;
file://Get a parameter value
public String getParameter(String key, String def) {
return isStandalone ? System.getProperty(key, def) :
(getParameter(key) != null ? getParameter(key) : def);
}
file://Construct the applet
public FileReaderApplet() {
}
file://Initialize the applet
public void init() {
try {
jbInit();
}
catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
file://Component initialization
private void jbInit() throws Exception {
this.setSize(new Dimension(400,300));
this.setLayout(new BorderLayout());
Panel panel=new Panel();
Label label=new Label("File Name");
panel.add(label);
fileNameField=new TextField(25);
panel.add(fileNameField);
Button b=new Button("Open File");
b.addActionListener(new ActionListener(){
public void actionPerformed(ActionEvent e){
loadFile(fileNameField.getText());
}
});
panel.add(b);
this.add(panel,BorderLayout.NORTH);
fileArea=new TextArea();
this.add(fileArea,BorderLayout.CENTER);
}
public void loadFile(String fileName){
try{
BufferedReader reader=new BufferedReader(new FileReader(fileName));
String context=new String();
while((context=reader.readLine())!=null){
fileArea.append(context+"/n");
}
reader.close();
}catch(IOException ie){
fileArea.append(ie.getMessage());
}catch(SecurityException se){
fileArea.append("because of security constraint ,it can not do that!");
}
}
file://Get Applet information
public String getAppletInfo() {
return "This is an applet can read and write the local file system";
}
}
如果你將這個代碼嵌入網頁中並執行它，當你試圖打開一個本地文件時就會發生SecurityException。大家跟著我進行下面的步驟就可以最終擁有讀寫文件的權限。在此之前你需要有以下的工具：JDK1.1以上、JRE、HTMLConvert。這些工具在SUN的Java站點上都有，而且也是免費的。將它們分別安裝好，我們將所有涉及的文件都放在c:/admin中。
步驟一：（打包class文件）
在命令行中執行以下的語句：jar -cvf MyApplet.jar class
注意這裡的所有.class文件均是放在一個class的目錄中的。本步驟執行完畢後，將在c:/admin中產生一個名為MyApplet.jar的文件。
步驟二：（在網頁中嵌入Applet）
這個網頁的名字叫做FileReaderApplet.html，下面是嵌入Applet部分的寫法：
<APPLET
CODEBASE = "."
CODE = "jcomponent.FileReaderApplet.class"
ARCHIVE ="MyClass.jar"
NAME = "TestApplet"
WIDTH = 400
HEIGHT = 300
HSPACE = 0
VSPACE = 0
ALIGN = middle
>
</APPLET>
完成這個步驟後，這個Applet已經可以顯示了。但是還不能讀寫本地的文件系統。
步驟三：（生成證書及簽名）
請在命令行環境下執行以下的命令：
1、keytool -genkey -keystore pepper.store -alias pepper
這個命令用來產生一個密匙庫，執行完畢後應該在c:/admin中產生一個pepper.store的文件，這裡的pepper是我自己的名字，你可以對它進行修改。另外在執行命令的時候還有提示你輸入密匙庫的密碼，這裡你一定要記住，否則後面要用的時候無法輸入。
2、keytool -export -keystore pepper.store -alias pepper -file pepper.cert
這個命令用來產生簽名時所要用的證書，同樣這裡的pepper也可以換成你自己需要的名字。這個命令執行完後在c:/admin中產生一個pepper.cert的文件。
4、jarsigner -keystore pepper.store MyApplet.jar pepper
這個命令用上面產生的證書將我們的jar文件進行了簽名。
步驟四：（修改文件）
1、在c:/admin中產生一個名為applet.policy的文件，其內容如下：
keystore "file:c: /admin/pepper.store", "JKS";
grant signedBy "pepper"
{ permission java.io.FilePermission "<<ALL FILES>>", "read";
};
這個文件讓由pepper簽名的Applet擁有本地所有文件的讀權限。
2、修改${java.home}/jre/lib/security目錄下的java.security，找到下面這兩行：
policy.url.1=file:${java.home}/lib/security/java.policy
policy.url.2=file:${user.home}/.java.policy
在下面添寫第三行
policy.url.3=file:c: /admin/applet.policy
完成這個修改後我們在前面創建的applet.policy文件才有效。
步驟五：（轉換html文件）
運行前面提到的HTMLConvert工具，將原有的FileReaderApplet.html轉化成下面的形式：
<!--"CONVERTED_APPLET"-->
<!-- CONVERTER VERSION 1.3 -->
<OBJECT classid="clsid:8AD9C840-044E-11D1-B3E9-00805F499D93"
WIDTH = 400 HEIGHT = 300 NAME = "TestApplet" ALIGN = middle VSPACE = 0 HSPACE = 0 codebase="http://java.sun.com/products/plugin/1.3/jinstall-13-win32.cab#Version=1,3,0,0">
<PARAM NAME = CODE VALUE = "jcomponent.FileReaderApplet.class" >
<PARAM NAME = CODEBASE VALUE = "." >
<PARAM NAME = ARCHIVE VALUE = "MyApplet.jar" >
<PARAM NAME = NAME VALUE = "TestApplet" >
<PARAM NAME="type" VALUE="application/x-java-applet;version=1.3">
<PARAM NAME="scriptable" VALUE="false">
<COMMENT>
<EMBED type="application/x-java-applet;version=1.3" CODE = "jcomponent.FileReaderApplet.class" CODEBASE = "." ARCHIVE = "MyApplet.jar" NAME = "TestApplet" WIDTH = 400 HEIGHT = 300 ALIGN = middle VSPACE = 0 HSPACE = 0 scriptable=false pluginspage="http://java.sun.com/products/plugin/1.3/plugin-install.html"><NOEMBED></COMMENT>
</NOEMBED></EMBED>
</OBJECT>
<!--
<APPLET CODE = "jcomponent.FileReaderApplet.class" CODEBASE = "." ARCHIVE = "MyApplet.jar" WIDTH = 400 HEIGHT = 300 NAME = "TestApplet" ALIGN = middle VSPACE = 0 HSPACE = 0>
</APPLET>
-->
<!--"END_CONVERTED_APPLET"-->
大家不要看到這裡的寫法很復雜，但是這些都是由HTMLConvert工具自動實現的。這個工具有命令行和圖形界面兩種運行方式。
好了，現在這個Applet可以運行讀寫文件的功能了。如果你要考慮在Internet上實現這個Applet，那麼你也不需要在所有的客戶端均做上面的步驟，你只需要在你的服務器上創建一個目錄，例如c:/admin，將這個目錄映射為www.testApplet.com/admin。這裡的www.testApplet.com是一個假定的網址，將pepper.cert、pepper.store、FileReaderApplet.html、MyApplet.jar以及applet.policy放在這個目錄中，然後修改applet.policy文件如下：
keystore "http:// www.testApplet.com/admin/pepper.store", "JKS";
grant signedBy "pepper"
{ permission java.io.FilePermission "<<ALL FILES>>", "read";
};
3、而每個客戶端僅僅需要修改一下它們的${java.home}/jre/lib/security目錄下的java.security文件如下：
policy.url.1=file:${java.home}/lib/security/java.policy
policy.url.2=file:${user.home}/.java.policy
policy.url.3= http:// www.testApplet.com/admin/applet.policy
當然每個客戶端還是需要安裝JRE的，不過現在的浏覽器安裝時都已經自動安裝了。
