Java编程：API接口防篡改、签名、验签原理

定义

在客户端与服务端请求交互的过程中，请求的数据容易被拦截并篡改，比如在支付场景中，请求支付金额为 10 元，被拦截后篡改为 100 元，由于没有防篡改校验，导致多支付了金钱，造成了用户损失。因此我们在接口设计时必须考虑防篡改校验，加签、验签就是用来解决这个问题的。划重点，敲黑板：加签、验签是用来解决防篡改问题的。

签名主要包含摘要和非对称加密两部分内容，首先对需要签名的数据进行摘要计算得到摘要值，然后通过签名者的私钥对摘要值进行非对称加密即可得到签名结果。

验签主要包含摘要、非对称解密、摘要比对三部分内容，首页对接收到的数据进行摘要计算得到验签方摘要值，然后通过签名者的公钥对摘要值进行非对称解密得到签名方摘要值，将签名方摘要值与验签方摘要值进行比对，如果相等则验签成功，否则验签失败。

签名

1、参数排序
将需要签名的内容根据参数名称进行排序，排序规则按照第一个字符的ASCII码值递增排序（字母升序排序），如果遇到相同字符则按照第二个字符的ASCII码递增排序，以此类推。将参数内容进行排序，可以保证签名、验签双方参数内容的一致性。

为什么会产生不一致？
签名方以 Json 格式将参数内容发送给验签方，验签方需要将 Json 格式的参数内容反序列化为对象，由于验签方可能使用不同的编程语言，不同的 Json 框架，所以会导致双方的参数顺序不一致。

2、参数拼接
将排序后的参数与其对应值，组合成“参数=参数值”的格式，并且把这些参数用&字符连接起来，此时生成的字符串为待摘要字符串。

3、摘要计算
通过摘要算法求待摘要字符串的摘要值，常用的摘要算法如MD5、SHA、HMAC等。

4、非对称加密
使用非非对称加密算法，利用客户端的私钥对摘要值进行加密，生成内容我们称之为签名。

5、发送请求
将参数内容、字符编码、签名方法（非对称加密算法）、签名发送给验签方。

验签

验签方收到请求后进行验签。

1、参数排序
将收到参数内容根据参数名称进行排序，排序规则与签名方保持一致。

2、参数拼接
拼接方式与签名方保持一致，生成待摘要字符串。

3、摘要计算
使用相同的摘要算法计算得到验签方摘要值。

4、非对称解密
使用相同的非对称加密算法，对收到的签名进行解密，得到签名方摘要值。

5、摘要比对
如果签名方摘要值等于验签方摘要值，则验签成功，否则验签失败。

问题回顾

接口增加签名、验签后，在支付场景中，请求支付金额为 10 元，被拦截后篡改为 100 元，服务端接收到请求参数计算得到验签摘要值，通过非对称加密算法解密得到签名摘要值，由于金额发生了变化，验签摘要值不等于签名摘要值，因此验签失败，该请求不予处理。

关于加签、验签过程中使用到的算法、排序、拼接等都需要签名方开发人员、验签方开发人工共同协商与约定。BAT 开方平台提供的接口基本都采用的是这种方式进行签名的，在接口设计时可以参考他们的设计方案，大的平台经过千锤百炼，提炼出来的自然是精品，站在巨人的肩膀上可以让我们事半功倍。当然我们要做到知其然知其所以然。划重点，敲黑板：加签、验签是用来解决防篡改问题的。

参考资料

1.摘要算法、对称加密、非对称加密、数字签名、数字证书浅析
2.支付宝签名文档

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