API的防篡改和防重放機制

介面安全問題

• 請求身份是否合法？
• 請求引數是否被篡改？
• 請求是否唯一？

AccessKey&SecretKey （開放平臺）

請求身份

為開發者分配AccessKey（開發者標識，確保唯一）和SecretKey（用於介面加密，確保不易被窮舉，生成演算法不易被猜測）。

防止篡改

引數簽名

1. 按照請求引數名的字母升序排列非空請求引數（包含AccessKey），使用URL鍵值對的格式（即key1=value1&key2=value2…）拼接成字串stringA；
2. 在stringA最後拼接上Secretkey得到字串stringSignTemp；
3. 對stringSignTemp進行MD5運算，並將得到的字串所有字元轉換為大寫，得到sign值。

請求攜帶引數AccessKey和Sign，只有擁有合法的身份AccessKey和正確的簽名Sign才能放行。這樣就解決了身份驗證和引數篡改問題，即使請求引數被劫持，由於獲取不到SecretKey（僅作本地加密使用，不參與網路傳輸），無法偽造合法的請求。

重放攻擊

雖然解決了請求引數被篡改的隱患，但是還存在著重複使用請求引數偽造二次請求的隱患。

timestamp+nonce方案

nonce指唯一的隨機字串，用來標識每個被簽名的請求。通過為每個請求提供一個唯一的識別符號，伺服器能夠防止請求被多次使用（記錄所有用過的nonce以阻止它們被二次使用）。

然而，對伺服器來說永久儲存所有接收到的nonce的代價是非常大的。可以使用timestamp來優化nonce的儲存。

假設允許客戶端和服務端最多能存在15分鐘的時間差，同時追蹤記錄在服務端的nonce集合。當有新的請求進入時，首先檢查攜帶的timestamp是否在15分鐘內，如超出時間範圍，則拒絕，然後查詢攜帶的nonce，如存在已有集合，則拒絕。否則，記錄該nonce，並刪除集合內時間戳大於15分鐘的nonce（可以使用redis的expire，新增nonce的同時設定它的超時失效時間為15分鐘）。

實現

請求介面：http://api.test.com/test?name=hello&home=world&work=java

• 客戶端

  1. 生成當前時間戳timestamp=now和唯一隨機字串nonce=random
  2. 按照請求引數名的字母升序排列非空請求引數（包含AccessKey)
     stringA="AccessKey=access&home=world&name=hello&work=java&timestamp=now&nonce=random";
  3. 拼接金鑰SecretKey
     stringSignTemp="AccessKey=access&home=world&name=hello&work=java&timestamp=now&nonce=random&SecretKey=secret";
  4. MD5並轉換為大寫
     sign=MD5(stringSignTemp).toUpperCase();
  5. 最終請求
     http://api.test.com/test?name=hello&home=world&work=java&timestamp=now&nonce=nonce&sign=sign;

• 服務端
  

Token&AppKey（APP）

在APP開放API介面的設計中，由於大多數介面涉及到使用者的個人資訊以及產品的敏感資料，所以要對這些介面進行身份驗證，為了安全起見讓使用者暴露的明文密碼次數越少越好，然而客戶端與伺服器的互動在請求之間是無狀態的，也就是說，當涉及到使用者狀態時，每次請求都要帶上身份驗證資訊。

Token身份驗證

1. 使用者登入向伺服器提供認證資訊（如賬號和密碼），伺服器驗證成功後返回Token給客戶端；
2. 客戶端將Token儲存在本地，後續發起請求時，攜帶此Token；
3. 伺服器檢查Token的有效性，有效則放行，無效（Token錯誤或過期）則拒絕。

安全隱患：Token被劫持，偽造請求和篡改引數。

Token+AppKey簽名驗證

與上面開發平臺的驗證方式類似，為客戶端分配AppKey（金鑰，用於介面加密，不參與傳輸），將AppKey和所有請求引數組合成源串，根據簽名演算法生成簽名值，傳送請求時將簽名值一起傳送給伺服器驗證。這樣，即使Token被劫持，對方不知道AppKey和簽名演算法，就無法偽造請求和篡改引數。再結合上述的重發攻擊解決方案，即使請求引數被劫持也無法偽造二次重複請求。

實現

登陸和退出請求

後續請求

• 客戶端
  和上述開放平臺的客戶端行為類似，把AccessKey改為token即可。

• 服務端
  

原始碼

請移步聚合支付平臺，博主正在開發的一款開源專案，其中介面驗證採用的就是上文中開放平臺的驗證方案，歡迎大家Star!