初级web api的设计(二）——防重放攻击

在针对数据系统的攻击中，重放攻击是最常见的攻击方式，API的设计中需要特别考虑设计好如何防范重放攻击。

重放攻击（Replay Attacks）

指攻击者发送一个目的主机已接收过的包，来达到欺骗系统的目的，主要用于身份认证过程，破坏认证的正确性。重放攻击。

防重放攻击中，最重要的手段是给消息打上一个唯一、不可以重新生成的编号，保证这个编号只能使用一次。

一、利用timestamp。

在参数中加入timestamp=xxxxx. 并且加入到签名中签名的方法。

http://request_url/request_string×tamp=xxxx&sign=xxxxx

当服务器接收到请求之后，会首先检查签名是否有效，如果有效，则对比时间戳是否在一定时间内，比如60s（需要对服务器和客户端时间进行全局同步），则请求有效，否则请求过期。

这种方法可以将重放攻击的可能时间缩短到设定的时间段（60s），但是在60s之内，还是不能杜绝重放攻击。需要进行升级修改。

二、利用timestamp+nonce

在加入timestamp的同时，客户端生成一个随机数rand，而后生成一个参数nonce = md5(timestamp+rand)，放入到请求串中。

//请求的参数
http://request_url?request_string&nonce=xxx&timstamp=xxxx

服务器在接收到请求后，首先进行签名验证，然后缓存（如redis）中检查，这个nonce是否存在，如果不存在，则建立这个key，设置失效时间为timestamp的有效时间（60s），验证通过；如果存在，则这个nonce已经被使用过了，则判定为重放攻击。

server伪代码如下：

if(check_sign()){
    if(mem_exits(nonce))
        return false;
    else{
        mem_add(nonce, 60s);
        return true;
    }       
}else{
return false;
}

三、安全分析

算法二中，由于使用了签名机制，可以保证参数不被更改，并且攻击者不能构造出合法的请求串和对应的签名。nonce的生成是取决于客户端的时间戳和随机数，在失效时间内，客户端生成两个同样的nonce（相同的timestamp和相同的随机数）属于小概率时间，基本不可能发生，所以算法二在防重放攻击上是安全的。