對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)來說，只要你系統(tǒng)的接口暴露在外網(wǎng)，就避免不了接口安全問題。如果你的接口在外網(wǎng)裸奔，只要讓黑客知道接口的地址和參數(shù)就可以調(diào)用，那簡(jiǎn)直就是災(zāi)難。

舉個(gè)例子：你的網(wǎng)站用戶注冊(cè)的時(shí)候，需要填寫手機(jī)號(hào)，發(fā)送手機(jī)驗(yàn)證碼，如果這個(gè)發(fā)送驗(yàn)證碼的接口沒有經(jīng)過特殊安全處理，那這個(gè)短信接口早就被人盜刷不知道浪費(fèi)多少錢了。

那如何保證接口安全呢？

一般來說，暴露在外網(wǎng)的api接口需要做到防篡改 和防重放 才能稱之為安全的接口。

防篡改

我們知道http 是一種無(wú)狀態(tài)的協(xié)議，服務(wù)端并不知道客戶端發(fā)送的請(qǐng)求是否合法，也并不知道請(qǐng)求中的參數(shù)是否正確。

舉個(gè)例子, 現(xiàn)在有個(gè)充值的接口，調(diào)用后可以給用戶增加對(duì)應(yīng)的余額。

http://localhost/api/user/recharge?user_id=1001&amount=10

如果非法用戶通過抓包獲取到接口參數(shù)后，修改user_id 或 amount的值就可以實(shí)現(xiàn)給任意賬戶添加余額的目的。

如何解決

采用https協(xié)議可以將傳輸?shù)拿魑倪M(jìn)行加密，但是黑客仍然可以截獲傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包，進(jìn)一步偽造請(qǐng)求進(jìn)行重放攻擊。如果黑客使用特殊手段讓請(qǐng)求方設(shè)備使用了偽造的證書進(jìn)行通信，那么https加密的內(nèi)容也會(huì)被解密。

一般的做法有2種：

1. 采用https方式把接口的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密傳輸，即便是被黑客破解，黑客也花費(fèi)大量的時(shí)間和精力去破解。
2. 接口后臺(tái)對(duì)接口的請(qǐng)求參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，防止被黑客篡改；

• 步驟1：客戶端使用約定好的秘鑰對(duì)傳輸?shù)膮?shù)進(jìn)行加密，得到簽名值sign1，并且將簽名值也放入請(qǐng)求的參數(shù)中，發(fā)送請(qǐng)求給服務(wù)端
• 步驟2：服務(wù)端接收到客戶端的請(qǐng)求，然后使用約定好的秘鑰對(duì)請(qǐng)求的參數(shù)再次進(jìn)行簽名，得到簽名值sign2。
• 步驟3：服務(wù)端比對(duì)sign1和sign2的值，如果不一致，就認(rèn)定為被篡改，非法請(qǐng)求。

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防重放

防重放也叫防復(fù)用。簡(jiǎn)單來說就是我獲取到這個(gè)請(qǐng)求的信息之后什么也不改,，直接拿著接口的參數(shù) 重復(fù)請(qǐng)求這個(gè)充值的接口。此時(shí)我的請(qǐng)求是合法的, 因?yàn)樗袇?shù)都是跟合法請(qǐng)求一模一樣的。

重放攻擊會(huì)造成兩種后果：

1. 針對(duì)插入數(shù)據(jù)庫(kù)接口：重放攻擊，會(huì)出現(xiàn)大量重復(fù)數(shù)據(jù)，甚至垃圾數(shù)據(jù)會(huì)把數(shù)據(jù)庫(kù)撐爆。
2. 針對(duì)查詢的接口：黑客一般是重點(diǎn)攻擊慢查詢接口，例如一個(gè)慢查詢接口1s，只要黑客發(fā)起重放攻擊，就必然造成系統(tǒng)被拖垮，數(shù)據(jù)庫(kù)查詢被阻塞死。

對(duì)于重放攻擊一般有兩種做法：

基于timestamp的方案

每次HTTP請(qǐng)求，都需要加上timestamp參數(shù)，然后把timestamp和其他參數(shù)一起進(jìn)行數(shù)字簽名。因?yàn)橐淮握５腍TTP請(qǐng)求，從發(fā)出到達(dá)服務(wù)器一般都不會(huì)超過60s，所以服務(wù)器收到HTTP請(qǐng)求之后，首先判斷時(shí)間戳參數(shù)與當(dāng)前時(shí)間比較，是否超過了60s，如果超過了則認(rèn)為是非法請(qǐng)求。

一般情況下，黑客從抓包重放請(qǐng)求耗時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了60s，所以此時(shí)請(qǐng)求中的timestamp參數(shù)已經(jīng)失效了。如果黑客修改timestamp參數(shù)為當(dāng)前的時(shí)間戳，則sign1參數(shù)對(duì)應(yīng)的數(shù)字簽名就會(huì)失效，因?yàn)楹诳筒恢篮灻罔€，沒有辦法生成新的數(shù)字簽名。

但是這種方式的漏洞也是顯而易見，如果在60s之內(nèi)進(jìn)行重放攻擊，那就沒辦法了，所以這種方式不能保證請(qǐng)求僅一次有效。

老鳥們一般會(huì)采取下面這種方案，既可以解決接口重放問題，又可以解決接口一次請(qǐng)求有效的問題。

基于nonce + timestamp 的方案

nonce的意思是僅一次有效的隨機(jī)字符串，要求每次請(qǐng)求時(shí)該參數(shù)要保證不同。實(shí)際使用用戶信息+時(shí)間戳+隨機(jī)數(shù)等信息做個(gè)哈希之后，作為nonce參數(shù)。

此時(shí)服務(wù)端的處理流程如下：

1. 去 redis 中查找是否有 key 為 nonce:{nonce}的 string
2. 如果沒有，則創(chuàng)建這個(gè) key，把這個(gè) key 失效的時(shí)間和驗(yàn)證 timestamp 失效的時(shí)間一致，比如是 60s。
3. 如果有，說明這個(gè) key 在 60s 內(nèi)已經(jīng)被使用了，那么這個(gè)請(qǐng)求就可以判斷為重放請(qǐng)求。

這種方案nonce和timestamp參數(shù)都作為簽名的一部分傳到后端，基于timestamp方案可以讓黑客只能在60s內(nèi)進(jìn)行重放攻擊，加上nonce隨機(jī)數(shù)以后可以保證接口只能被調(diào)用一次，可以很好的解決重放攻擊問題。

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代碼實(shí)現(xiàn)

接下來通過實(shí)際代碼來看看如何實(shí)現(xiàn)接口的防篡改和防重放。

1、構(gòu)建請(qǐng)求頭對(duì)象

@Data
@Builder
publicclassRequestHeader{
privateStringsign;
privateLongtimestamp;
privateStringnonce;
}

2、工具類從HttpServletRequest獲取請(qǐng)求參數(shù)

@Slf4j
@UtilityClass
publicclassHttpDataUtil{
/**
*post請(qǐng)求處理：獲取Body參數(shù)，轉(zhuǎn)換為SortedMap
*
*@paramrequest
*/
publicSortedMapgetBodyParams(finalHttpServletRequestrequest)throwsIOException{
byte[]requestBody=StreamUtils.copyToByteArray(request.getInputStream());
Stringbody=newString(requestBody);
returnJsonUtil.json2Object(body,SortedMap.class);
}


/**
*get請(qǐng)求處理：將URL請(qǐng)求參數(shù)轉(zhuǎn)換成SortedMap
*/
publicstaticSortedMapgetUrlParams(HttpServletRequestrequest){
Stringparam="";
SortedMapresult=newTreeMap<>();

if(StringUtils.isEmpty(request.getQueryString())){
returnresult;
}

try{
param=URLDecoder.decode(request.getQueryString(),"utf-8");
}catch(UnsupportedEncodingExceptione){
e.printStackTrace();
}

String[]params=param.split("&");
for(Strings:params){
String[]array=s.split("=");
result.put(array[0],array[1]);
}
returnresult;
}
}

這里的參數(shù)放入SortedMap中對(duì)其進(jìn)行字典排序，前端構(gòu)建簽名時(shí)同樣需要對(duì)參數(shù)進(jìn)行字典排序。

3、簽名驗(yàn)證工具類

@Slf4j
@UtilityClass
publicclassSignUtil{
/**
*驗(yàn)證簽名
*驗(yàn)證算法：把timestamp+JsonUtil.object2Json(SortedMap)合成字符串，然后MD5
*/
@SneakyThrows
publicbooleanverifySign(SortedMapmap,RequestHeaderrequestHeader){
Stringparams=requestHeader.getNonce()+requestHeader.getTimestamp()+JsonUtil.object2Json(map);
returnverifySign(params,requestHeader);
}

/**
*驗(yàn)證簽名
*/
publicbooleanverifySign(Stringparams,RequestHeaderrequestHeader){
log.debug("客戶端簽名:{}",requestHeader.getSign());
if(StringUtils.isEmpty(params)){
returnfalse;
}
log.info("客戶端上傳內(nèi)容:{}",params);
StringparamsSign=DigestUtils.md5DigestAsHex(params.getBytes()).toUpperCase();
log.info("客戶端上傳內(nèi)容加密后的簽名結(jié)果:{}",paramsSign);
returnrequestHeader.getSign().equals(paramsSign);
}
}

4、HttpServletRequest包裝類

publicclassSignRequestWrapperextendsHttpServletRequestWrapper{
//用于將流保存下來
privatebyte[]requestBody=null;

publicSignRequestWrapper(HttpServletRequestrequest)throwsIOException{
super(request);
requestBody=StreamUtils.copyToByteArray(request.getInputStream());
}

@Override
publicServletInputStreamgetInputStream()throwsIOException{
finalByteArrayInputStreambais=newByteArrayInputStream(requestBody);

returnnewServletInputStream(){
@Override
publicbooleanisFinished(){
returnfalse;
}

@Override
publicbooleanisReady(){
returnfalse;
}

@Override
publicvoidsetReadListener(ReadListenerreadListener){

}

@Override
publicintread()throwsIOException{
returnbais.read();
}
};

}

@Override
publicBufferedReadergetReader()throwsIOException{
returnnewBufferedReader(newInputStreamReader(getInputStream()));
}
}

防篡改和防重放我們會(huì)通過SpringBoot Filter來實(shí)現(xiàn)，而編寫的filter過濾器需要讀取request數(shù)據(jù)流，但是request數(shù)據(jù)流只能讀取一次，需要自己實(shí)現(xiàn)HttpServletRequestWrapper對(duì)數(shù)據(jù)流包裝，目的是將request流保存下來。

5、創(chuàng)建過濾器實(shí)現(xiàn)安全校驗(yàn)

@Configuration
publicclassSignFilterConfiguration{
@Value("${sign.maxTime}")
privateStringsignMaxTime;

//filter中的初始化參數(shù)
privateMapinitParametersMap=newHashMap<>();

@Bean
publicFilterRegistrationBeancontextFilterRegistrationBean(){
initParametersMap.put("signMaxTime",signMaxTime);
FilterRegistrationBeanregistration=newFilterRegistrationBean();
registration.setFilter(signFilter());
registration.setInitParameters(initParametersMap);
registration.addUrlPatterns("/sign/*");
registration.setName("SignFilter");
//設(shè)置過濾器被調(diào)用的順序
registration.setOrder(1);
returnregistration;
}

@Bean
publicFiltersignFilter(){
returnnewSignFilter();
}
}
@Slf4j
publicclassSignFilterimplementsFilter{
@Resource
privateRedisUtilredisUtil;

//從fitler配置中獲取sign過期時(shí)間
privateLongsignMaxTime;

privatestaticfinalStringNONCE_KEY="x-nonce-";

@Override
publicvoiddoFilter(ServletRequestservletRequest,ServletResponseservletResponse,FilterChainfilterChain)throwsIOException,ServletException{
HttpServletRequesthttpRequest=(HttpServletRequest)servletRequest;
HttpServletResponsehttpResponse=(HttpServletResponse)servletResponse;

log.info("過濾URL:{}",httpRequest.getRequestURI());

HttpServletRequestWrapperrequestWrapper=newSignRequestWrapper(httpRequest);
//構(gòu)建請(qǐng)求頭
RequestHeaderrequestHeader=RequestHeader.builder()
.nonce(httpRequest.getHeader("x-Nonce"))
.timestamp(Long.parseLong(httpRequest.getHeader("X-Time")))
.sign(httpRequest.getHeader("X-Sign"))
.build();

//驗(yàn)證請(qǐng)求頭是否存在
if(StringUtils.isEmpty(requestHeader.getSign())||ObjectUtils.isEmpty(requestHeader.getTimestamp())||StringUtils.isEmpty(requestHeader.getNonce())){
responseFail(httpResponse,ReturnCode.ILLEGAL_HEADER);
return;
}

/*
*1.重放驗(yàn)證
*判斷timestamp時(shí)間戳與當(dāng)前時(shí)間是否操過60s（過期時(shí)間根據(jù)業(yè)務(wù)情況設(shè)置）,如果超過了就提示簽名過期。
*/
longnow=System.currentTimeMillis()/1000;

if(now-requestHeader.getTimestamp()>signMaxTime){
responseFail(httpResponse,ReturnCode.REPLAY_ERROR);
return;
}

//2.判斷nonce
booleannonceExists=redisUtil.hasKey(NONCE_KEY+requestHeader.getNonce());
if(nonceExists){
//請(qǐng)求重復(fù)
responseFail(httpResponse,ReturnCode.REPLAY_ERROR);
return;
}else{
redisUtil.set(NONCE_KEY+requestHeader.getNonce(),requestHeader.getNonce(),signMaxTime);
}


booleanaccept;
SortedMapparamMap;
switch(httpRequest.getMethod()){
case"GET":
paramMap=HttpDataUtil.getUrlParams(requestWrapper);
accept=SignUtil.verifySign(paramMap,requestHeader);
break;
case"POST":
paramMap=HttpDataUtil.getBodyParams(requestWrapper);
accept=SignUtil.verifySign(paramMap,requestHeader);
break;
default:
accept=true;
break;
}
if(accept){
filterChain.doFilter(requestWrapper,servletResponse);
}else{
responseFail(httpResponse,ReturnCode.ARGUMENT_ERROR);
return;
}

}

privatevoidresponseFail(HttpServletResponsehttpResponse,ReturnCodereturnCode){
ResultData