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  保證接口數(shù)據(jù)安全的10種方案

發(fā)布日期：2022/7/12 11:47:10      瀏覽量：

我們?nèi)粘ｉ_發(fā)中，如何保證接口數(shù)據(jù)的安全性呢？個人覺得，接口數(shù)據(jù)安全的保證過程，主要體現(xiàn)在這幾個方面：一個就是數(shù)據(jù)傳輸過程中的安全，還有就是數(shù)據(jù)到達(dá)服務(wù)端，如何識別數(shù)據(jù)，最后一點就是數(shù)據(jù)存儲的安全性。今天跟大家聊聊保證接口數(shù)據(jù)安全的10個方案。

我們都知道，數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中，很容易被抓包。如果使用的是http協(xié)議，因為它是明文傳輸?shù)模脩舻臄?shù)據(jù)就很容易被別人獲取。所以需要對數(shù)據(jù)加密。

常見的實現(xiàn)方式，就是對關(guān)鍵字段加密。比如，你一個登錄的接口，你可以對密碼加密。一般用什么加密算法呢？簡單點可以使用對稱加密算法（如AES）來加解密，或者哈希算法處理（如MD5）。

什么是對稱加密：加密和解密使用相同密鑰的加密算法。

非對稱加密：非對稱加密算法需要兩個密鑰（公開密鑰和私有密鑰）。公鑰與私鑰是成對存在的，如果用公鑰對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，只有對應(yīng)的私鑰才能解密。

更安全的做法，就是用非對稱加密算法（如RSA或者SM2），公鑰加密，私鑰解密。

如果你想對所有字段都加密的話，一般都推薦使用https協(xié)議。https其實就是在http和tcp之間添加一層加密層SSL。

面試也經(jīng)常問的，如下：

1. 客戶端發(fā)起Https請求，連接到服務(wù)器的443端口。
2. 服務(wù)器必須要有一套數(shù)字證書（證書內(nèi)容有公鑰、證書頒發(fā)機(jī)構(gòu)、失效日期等）。
3. 服務(wù)器將自己的數(shù)字證書發(fā)送給客戶端（公鑰在證書里面，私鑰由服務(wù)器持有）。
4. 客戶端收到數(shù)字證書之后，會驗證證書的合法性。如果證書驗證通過，就會生成一個隨機(jī)的對稱密鑰，用證書的公鑰加密。
5. 客戶端將公鑰加密后的密鑰發(fā)送到服務(wù)器。
6. 服務(wù)器接收到客戶端發(fā)來的密文密鑰之后，用自己之前保留的私鑰對其進(jìn)行非對稱解密，解密之后就得到客戶端的密鑰，然后用客戶端密鑰對返回數(shù)據(jù)進(jìn)行對稱加密，醬紫傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都是密文啦。
7. 服務(wù)器將加密后的密文返回到客戶端。
8. 客戶端收到后，用自己的密鑰對其進(jìn)行對稱解密，得到服務(wù)器返回的數(shù)據(jù)。

日常業(yè)務(wù)呢，數(shù)據(jù)傳輸加密這塊的話，用https就可以啦，如果安全性要求較高的，比如登陸注冊這些，需要傳輸密碼的，密碼就可以使用RSA等非對稱加密算法，對密碼加密。如果你的業(yè)務(wù)，安全性要求很高，你可以模擬https這個流程，對報文，再做一次加解密。

數(shù)據(jù)報文加簽驗簽，是保證數(shù)據(jù)傳輸安全的常用手段，它可以保證數(shù)據(jù)在傳輸過程中不被篡改。以前我做的企業(yè)轉(zhuǎn)賬系統(tǒng)，就用了加簽驗簽。

1. 數(shù)據(jù)加簽：用Hash算法（如MD5，或者SHA-256）把原始請求參數(shù)生成報文摘要，然后用私鑰對這個摘要進(jìn)行加密，就得到這個報文對應(yīng)的數(shù)字簽名sign（這個過程就是加簽）。通常來說呢，請求方會把數(shù)字簽名和報文原文一并發(fā)送給接收方。

1. 驗簽：接收方拿到原始報文和數(shù)字簽名（sign）后，用同一個Hash算法(比如都用MD5)從報文中生成摘要A。另外，用對方提供的公鑰對數(shù)字簽名進(jìn)行解密，得到摘要B，對比A和B是否相同，就可以得知報文有沒有被篡改過。

再舉個例子，有些小伙伴是這么實現(xiàn)的，將所有非空參數(shù)（包含一個包AccessKey，唯一的開發(fā)者標(biāo)識）按照升序，然后再拼接個SecretKey（這個僅作本地加密使用，不參與網(wǎng)絡(luò)傳輸，它只是用作簽名里面的），得到一個stringSignTemp的值，最后用MD5運算，得到sign。
服務(wù)端收到報文后，會校驗，只有擁有合法的身份AccessKey和簽名Sign正確，才放行。這樣就解決了身份驗證和參數(shù)篡改問題，如果請求參數(shù)被劫持，由于劫持者獲取不到SecretKey（僅作本地加密使用，不參與網(wǎng)絡(luò)傳輸），他就無法偽造合法的請求啦

有些小伙伴可能有疑問，加簽驗簽主要是防止數(shù)據(jù)在傳輸過程中被篡改，那如果都用了https下協(xié)議加密數(shù)據(jù)了，為什么還會被篡改呢？為什么還需要加簽驗簽?zāi)兀?

數(shù)據(jù)在傳輸過程中被加密了，理論上，即使被抓包，數(shù)據(jù)也不會被篡改。但是https不是絕對安全的哦?？梢钥聪逻@個文章：可怕，原來 HTTPS 也沒用。還有一個點：https加密的部分只是在外網(wǎng)，然后有很多服務(wù)是內(nèi)網(wǎng)相互跳轉(zhuǎn)的，加簽也可以在這里保證不被中間人篡改，所以一般轉(zhuǎn)賬類安全性要求高的接口開發(fā)，都需要加簽驗簽

日常開發(fā)中，我們的網(wǎng)站或者APP，都是需要用戶登錄的。那么如果是非登錄接口，是如何確保安全，如何確認(rèn)用戶身份的呢？可以使用token授權(quán)機(jī)制。

token的授權(quán)認(rèn)證方案：用戶在客戶端輸入用戶名和密碼，點擊登錄后，服務(wù)器會校驗密碼成功，會給客戶端返回一個唯一值token，并將token以鍵值對的形式存放在緩存（一般是Redis）中。后續(xù)客戶端對需要授權(quán)模塊的所有操作都要帶上這個token，服務(wù)器端接收到請求后，先進(jìn)行token驗證，如果token存在，才表明是合法請求。

token登錄授權(quán)流程圖如下：

1. 用戶輸入用戶名和密碼，發(fā)起登錄請求
2. 服務(wù)端校驗密碼，如果校驗通過，生成一個全局唯一的token。
3. 將token存儲在redis中，其中key是token，value是userId或者是用戶信息，設(shè)置一個過期時間。
4. 把這個token返回給客戶端
5. 用戶發(fā)起其他業(yè)務(wù)請求時，需要帶上這個token
6. 后臺服務(wù)會統(tǒng)一攔截接口請求，進(jìn)行token有效性校驗，并從中獲取用戶信息，供后續(xù)業(yè)務(wù)邏輯使用。如果token不存在，說明請求無效。

我們?nèi)绾伪ＷCtoken的安全呢？

比如說，我如果拿到token，是不是就可以調(diào)用服務(wù)器端的任何接口？可以從這幾個方面出發(fā)考慮：

1. token設(shè)置合理的有效期
2. 使用https協(xié)議
3. token可以再次加密
4. 如果訪問的是敏感信息，單純加token是不夠的，通常會再配置白名單

說到token，有些小伙伴們可能會想起jwt，即（JSON Web Token），其實它也是token的一種。有興趣的小伙伴可以去了解一下哈。

數(shù)據(jù)是很容易抓包的，假設(shè)我們用了https和加簽，即使中間人抓到了數(shù)據(jù)報文，它也看不到真實數(shù)據(jù)。但是有些不法者，他根本不關(guān)心真實的數(shù)據(jù)，而是直接拿到抓取的數(shù)據(jù)包，進(jìn)行惡意請求（比如DOS攻擊），以搞垮你的系統(tǒng)。

我們可以引入時間戳超時機(jī)制，來保證接口安全。就是：用戶每次請求都帶上當(dāng)前時間的時間戳timestamp，服務(wù)端接收到timestamp后，解密，驗簽通過后，與服務(wù)器當(dāng)前時間進(jìn)行比對，如果時間差大于一定時間 (比如3分鐘)，則認(rèn)為該請求無效。

時間戳超時機(jī)制也是有漏洞的，如果是在時間差內(nèi)，黑客進(jìn)行的重放攻擊，那就不好使了?？梢允褂胻imestamp+nonce方案。

nonce指唯一的隨機(jī)字符串，用來標(biāo)識每個被簽名的請求。我們可以將每次請求的nonce參數(shù)存儲到一個“set集合”中，或者可以json格式存儲到數(shù)據(jù)庫或緩存中。每次處理HTTP請求時，首先判斷該請求的nonce參數(shù)是否在該“集合”中，如果存在則認(rèn)為是非法請求。

然而對服務(wù)器來說，永久保存nonce的代價是非常大的?？梢越Y(jié)合timestamp來優(yōu)化。因為timstamp參數(shù)對于超過3min的請求，都認(rèn)為非法請求，所以我們只需要存儲3min的nonce參數(shù)的“集合”即可。

如果用戶本來就是就是真實用戶，他惡意頻繁調(diào)用接口，想搞垮你的系統(tǒng)呢？這種情況就需要接入限流了。

常用的限流算法有令牌桶和漏桶算法。大家可以看下我的這篇文章，面試必備：4種經(jīng)典限流算法講解

可以使用Guava的RateLimiter單機(jī)版限流，也可以使用Redis分布式限流，還可以使用阿里開源組件sentinel限流。比如說，一分鐘可以接受多少次請求。

如果發(fā)現(xiàn)了真實用戶惡意請求,你可以搞個黑名單機(jī)制，把該用戶拉黑。一般情況，會有些競爭對手，或者不壞好意的用戶，想搞你的系統(tǒng)的。所以，為了保證安全，一般我們的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，需要有個黑名單機(jī)制。對于黑名單發(fā)起的請求，直接返回錯誤碼好了。

有了黑名單機(jī)制，也可以搞個白名單機(jī)制啦。以前我負(fù)責(zé)的企業(yè)轉(zhuǎn)賬系統(tǒng)，如果有外面的商戶要接入我們的系統(tǒng)時，是需要提前申請網(wǎng)絡(luò)白名單的。那時候運維會申請個IP網(wǎng)絡(luò)白名單，只有白名單里面的請求，才可以訪問我們的轉(zhuǎn)賬系統(tǒng)。

對于密碼，或者手機(jī)號、身份證這些敏感信息，一般都需要脫敏掩碼再展示的，如果是密碼，還需要加密再保存到數(shù)據(jù)庫。

對于手機(jī)號、身份證信息這些，日常開發(fā)中，在日志排查時，看到的都應(yīng)該是掩碼的。目的就是盡量不泄漏這些用戶信息，雖然能看日志的只是開發(fā)和運維，但是還是需要防一下，做掩碼處理。

對于密碼保存到數(shù)據(jù)庫，我們肯定不能直接明文保存。最簡單的也需要MD5處理一下再保存，Spring Security中的 BCryptPasswordEncoder也可以，它的底層是采用SHA-256 +隨機(jī)鹽+密鑰對密碼進(jìn)行加密，而SHA和MD系列是一樣的，都是hash摘要類的算法。

接口數(shù)據(jù)的安全性保證，還需要我們的系統(tǒng)，有個數(shù)據(jù)合法性校驗，簡單來說就是參數(shù)校驗，比如身份證長度，手機(jī)號長度，是否是數(shù)字等等。