如何安全的开放后端接口
前言
当今互联网Web各种应用H5、Android、ios、web、小程序等开发时大都采用前后端分离架构，公司为了商业变现会开放自己系统接口给其它公司使用。例如: 调用微信支付。
既然涉及到前后端分离，前端页面调用后端API接口，那么接口的安全设计是非常重要的一项工作。项目的架构师在项目布局过程中，会着重考虑安全，最常见的安全问题就是，用户在移动端提交数据向后端传输，黑客在传输过程中拦截提交的数据，进行篡改，进而达到伪造请求数据的目的。
例如前端提交金额，商品编号信息，黑客中途拦截，修改成低价商品，然后请求下单，早年间国内某电商技术不成熟时，抓包分析下单是很常见的。这时如果我们对一些常规的项目可以通过请求数据报文进行签名、加密、加盐、加时间戳、后端根据数据再次加密，与报文中的签名进行对比是否一致来控制接口安全，这种做法在大厂项目中也是常用手法。
什么是加密解密
- 加密：数据加密的基本过程，就是对原来为明文，用户输入的数据通过某种处理，变成一串不可直接提取信息的代码，类似于英文字母加阿拉伯数字组合，通常称之为 密文。在战争年代的电报发报加密成密文，对方电台人员收到电文，根据约定的密码本进行破译便可得到明文，这就是为什么密码本对一个军队如此重要。* 解密：加密的逆过程，也就是破译电报。常见的加密算法
加密技术通常分为三大类：对称式、非对称式、散列算法。
-
对称式：通俗的说就是锁上一把锁与打开这把锁，用的都是同一样一把钥匙。常见的对称加密算法有：DES、3DES、AES等* 非对称式：俗名公开秘钥加密算法，它需要一对代码，一个为公钥 (public key)、另一个为私钥(private key) 加密解密用的不是一个秘钥，所以被称之非对称加密。* 使用公钥对明文加密，有且只有对应的私钥才能解开密文。* 使用私钥对明文加密，有且只有对应的公钥才能解开密文。* 大多数做法：公钥加密，私钥解密,公钥会在加密前发放给解密方。> 例子：Git 中ssh连接Github,本地电脑生成public key，与private key，将public key提前配置到GitHub账户中，private key留在本地,上传文件时Git便会自动识别认证身份。常见的非对称性加密算法：RSA、DSA 等* 散列算法:主要用于验证，防止信息被修。具体用途如：文件校验、数字签名、鉴权协议。常见的Hash散列算法:MD5、SHA1、SHA256、HMAC等等
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MD5: MD5是一种不可逆的加密算法，目前是最牢靠的加密算法之一，尚没有能够逆运算的程序被开发出来，它对应任何字符串都可以加密成一段唯一的固定长度的代码。
其他算法介绍查看文末连接详情
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使用MD5算法开放接口加密验签实现
需求分析:
1.外部应用调用接口，做到极简丝滑调用。
2.接口提供方系统不能影响原有业务。
3.对接口需求方提交的数据进行校验，若不合法在接口被请求前就应终止这一次请求。
4.符合主流大厂接口开放方式。
实现思路:
- 接口提供方给接口需求方也就是第三方公司发放appid、secret，并要求严格保管。在系统内新建一个合作公司表，使用UUID生成appid与secret，对合作公司进行增删改查。简单 在此文章中略
- 接口需求方使用约定的MD5算法将appid应用唯一识别、secret秘钥、timestamp时间戳、nonce随机数、业务参数、生成sign签名并一起传递给接口提供方。
- 接口提供方接收获取appid、secret、timestamp、nonce、并逐个判断是否为空，为空就停止请求，并给第三方友好提示。
- 接口提供方获取第三方公司提交的timestamp与当前系统时间做对比，如果差值大于120秒，则timestamp无效，如果差值小于120秒，则timestamp有效。目的是防止过期的提交。
- 根据第三方提交的appid查询数据库内secret，与提交的secret进行对比，这一步可以根据appid判断权限 高级做法
- 接口提供方获取第三方公司提交的nonce，比较redis中存储的nonce,不一致则通过。防止暴力请求接口。
- 接口提供方将获取的appid、secret、timestamp、nonce、业务参数通过MD5算法运算得到sign2,与第三方公司提交的sign对比，如果不一致则为不合法请求。
- 将nonce存入redis,过期时间设置为120秒。
上代码
pom.xml 引入依赖
org.springframework.boot spring-boot-starter-web org.projectlombok lombok true org.springframework.boot spring-boot-starter-test test 
MD5签名算法
public class MD5 {
/**
* 生成 MD5
* @param data 待处理数据
* @return MD5结果
*/
public static String md5(String data) {
StringBuilder sb = null;
try {
MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");
byte[] array = md.digest(data.getBytes("UTF-8"));
sb = new StringBuilder();
for (byte item : array) {sb.append(Integer.toHexString((item & 0xFF) | 0x100).substring(1, 3));}
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
e.printStackTrace();
} catch (UnsupportedEncodingException e) {
e.printStackTrace();
}
return sb.toString().toUpperCase();
}
}
签名是否一致验证工具
/**
* MD5 sign签名校验宇生成工具
*/
public class GenerateSignatureUtil {public static final String FIELD_SIGN = "sign";/** * 判断签名是否正确，必须包含sign字段，否则返回false。 * @param data Map类型数据 * @param keyAPI密钥 * @return 签名是否正确 * @throws Exception */public static boolean isSignatureValid(Map data, String key){if (!data.containsKey(FIELD_SIGN)) {return false;}String sign = data.get(FIELD_SIGN);return generateSignature(data, key).equals(sign);}public static String generateSignature(final Map data, String key) {try {Set keySet = data.keySet();String[] keyArray = keySet.toArray(new String[keySet.size()]);Arrays.sort(keyArray);StringBuilder sb = new StringBuilder();for (String k : keyArray) {if (k.equals(FIELD_SIGN)) {continue;}// 参数值为空，则不参与签名if (data.get(k).trim().length() > 0){ sb.append(k).append("=").append(data.get(k).trim()).append("&");}}sb.append("key=").append(key);return MD5.md5(sb.toString());} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}return "";}
}
错误信息提示工具类
/**
* 客户端工具类
* @author
*/
public class ServletUtils { // 获取requestpublic static HttpServletRequest getRequest() {return getRequestAttributes().getRequest();}// 获取ServletRequestAttributespublic static ServletRequestAttributes getRequestAttributes() {RequestAttributes attributes = RequestContextHolder.getRequestAttributes();return (ServletRequestAttributes) attributes;}/** * 将字符串渲染到客户端 * @param response 渲染对象 * @param string 待渲染的字符串 * @return null */public static String renderString(HttpServletResponse response, String string) {try {response.setContentType("application/json");response.setCharacterEncoding("utf-8");response.getWriter().print(string);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}return null;}}
重写WebMvcConfigurer
/**
* @Author 真香
* @Date 2021/4/20 16:30
* @Version 1.0
*/
@Slf4j
@Configuration
public class OpenSignWebMvcConfigimplements WebMvcConfigurer {@Autowiredprivate SignAuthInterceptor signAuthInterceptor;@Autowiredprivate OpenSignProperties openSignProperties;// 拦截器配置private OpenSignInterceptorProperties interceptorConfig;// 注入spring 容器@Beanpublic SignAuthInterceptor signAuthInterceptor () {return new SignAuthInterceptor();}@PostConstructpublic void init () {interceptorConfig = openSignProperties.getInterceptor();log.debug("openSignProperties：{}", JSON.toJSONString(interceptorConfig));}@Overridepublic void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {// 注册签名拦截器if (interceptorConfig.getSign().isEnable()) {registry.addInterceptor(signAuthInterceptor()).addPathPatterns(interceptorConfig.getSign().getIncludePaths()).excludePathPatterns(interceptorConfig.getSign().getExcludePaths());}}
}
application.yml配置文件
server: port: 9999 ######################## Spring Shiro start ######################## shiro: # 是否启用enable: true # 权限配置anon:# 排除登录登出 - /login,/logout,# 排除静态资源 - /static/**,/templates/**# 排除actuator - /actuator/** # 排除首页, 不再开放此页面 #- /,/welcome.html# 排除测试路径 - /hello/world, # 多行字符串权限配置filter-chain-definitions: | /resource/**=anon /upload/**=anon /verificationCode/**=anon /enum=anon# 权限配置permission:# 排除登陆登出相关 - urls: permission: anon
######################## Spring Shiro end ##########################
##############################open sign start ######################
open-sign:# Filter配置 filter:request: enable: true url-patterns: /* order: 1 async: truexss: enable: true url-patterns: /* order: 2 async: truerepeatedlyread: enable: true url-patterns: /* order: 2 async: true# 拦截器配置 interceptor:# 配置需要进行签名拦截的接口地址sign: enable: true include-paths:
SignAuthInterceptor 最重要的拦截器拦截请求
@Slf4j
public class SignAuthInterceptor implements HandlerInterceptor {private static final String NONCE_KEY_STR = "nonce-";@Overridepublic boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {Map map = request.getParameterMap();// 从数组中取出参数放入Map中Map param = new ConcurrentHashMap<>(10);for (Map.Entry entry: map.entrySet()) {String key = entry.getKey();String[] values = entry.getValue();for (int i = 0; i < values.length; i++) {String value = values[i];param.put(key,value);}}//1、获取请求参数appIdString appid = param.get("appid");if (StringUtils.isBlank(appid)) {log.info("appid不能为空");ServletUtils.renderString(response, JSON.toJSONString(ApiResult.failRequest("appid不能为空")));return false;}// 2、获取请求参数secretString secret =request.getParameter("secret");if (StringUtils.isBlank(secret)){log.info("secret不能为空...........");ServletUtils.renderString(response, JSON.toJSONString(ApiResult.failRequest("secret不能为空")));return false;}/**3、验证secret权限、来源是否合法 *此处可以用appId,条件为 已开启，未封禁等进行数据库合作机构表查询，有可能已经终止合作禁止了此有用访问, *业务上达到一定条件的可以根据appId分配权限，选择不同的接口能力进行开放 */TDrivingCooperation drivingCooperationByPartnerkey = drivingCooperationService.getDrivingCooperationByPartnerkey(partnerkey);if (drivingCooperationByPartnerkey == null || drivingCooperationByPartnerkey.getStatus().equals(StatusEnum.DISABLE.getCode())) {ServletUtils.renderString(response, JSON.toJSONString(ApiResult.failRequest("partnerkey无法查询到合作公司信息或已被封禁")));return false;}// 获取secret 与数据库值对比，判断请求来源是否合法 if (!secret.equals(drivingCooperationByPartnerkey.getSecret())) {log.debug("secret与接口提供方不一致...........");System.out.println("secret与接口提供方不一致...........");ServletUtils.renderString(response, JSON.toJSONString(ApiResult.failRequest("secret与接口提供方不一致")));return false;}// 4、 获取请求参数timestamp 时间戳，String timestamp = request.getParameter("timestamp");if (StringUtils.isBlank(timestamp)){log.info("timestamp不能为空...........");ServletUtils.renderString(response, JSON.toJSONString(ApiResult.failRequest("timestamp不能为空")));return false;}/** 5、 防止过期时间的提交 * 从前端传递的timestamp 与服务器端当前系统时间之差大于120s，则此次请求的timestamp无效 *留出短时间考虑网络问题提交速度慢，若时间过长中间时间足以挟持篡改参数，所以折中考虑了120秒 */Long time = System.currentTimeMillis()/1000;if (Math.abs(Long.valueOf(timestamp)-time)>120) {log.info("timestamp失效...........");ServletUtils.renderString(response, JSON.toJSONString(ApiResult.failRequest("timestamp失效")));return false;}// 6、获取请求参数nonce随机数，防止重复的暴力请求String nonce = param.get("nonce");if (StringUtils.isBlank(nonce)) {log.debug("nonce不能为空...........");ServletUtils.renderString(response, JSON.toJSONString(ApiResult.failRequest("nonce不能为空")));return false;}/** *如果设计得规范一些可以防止重复提交，我这因为是小项目，Demo演示就不做redis缓存随机数了 * 流程：1、获取当前提交的随机数，作为key前往redis 查询，若有值则为重复提交 *2、redis中查询不到结果，将当前随机数作为key，value为随机数，过期时间设置为120s */// 7、获取请求sign签名参数，String sign = param.get("sign");if (StringUtils.isBlank(sign)){log.info("sign不能为空...........");ServletUtils.renderString(response, JSON.toJSONString(ApiResult.failRequest("sign不能为空")));return false;}//8.通过后台MD5重新签名校验与前端签名sign值比对，确认当前请求数据是否被篡改boolean reuslt = GenerateSignatureUtil.isSignatureValid(param, secret);if (!reuslt){log.debug("sign签名校验失败...........");ServletUtils.renderString(response, JSON.toJSONString(ApiResult.failRequest("sign签名校验失败")));return false;}log.info("签名校验通过，放行...........";// 获取sign签名，与服务端生成的sign 签名对比return true;}@Overridepublic void postHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, ModelAndView modelAndView) throws Exception {System.out.println("SignAuthInterceptor postHandle======");}@Overridepublic void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {System.out.println("SignAuthInterceptor afterCompletion======");}
}
测试接口
/**
* @Author 真香
* @Date 2021/4/20 17:01
* @Version 1.0
*/
@RestController
@RequestMapping("/user")
@Slf4j
public class UserController {@RequestMapping(value = "/add",method = RequestMethod.POST)public ApiResult addUser (User user) {log.info("user=="+user);return ApiResult.ok(true);}
}
以上展示了一些关键代码，还有一些辅助代码因为排版问题未一一展示，后续可以通过仓库地址克隆。
来吧 展示
模拟请求正常 这里采用HttpClient 跟接近真实开发方式 先来一次所有参数都正常的请求
@Test public void testOpenSign() { Map params = new ConcurrentHashMap<>(10); String secret = "1ae41230bd1b4383a44f1b114ceba13c"; params.put("appid","6ee781ae6ef4496a"); // 获取时间戳单位S Long timesTamp = System.currentTimeMillis()/1000; System.out.println("time ==" + timesTamp); params.put("timestamp",String.valueOf(timesTamp)); params.put("nonce",UUIDUtil.getUuid()); params.put("secret",secret); params.put("name", "张三"); params.put("address","中国"); params.put("sex","0"); // 调用MD5算法加密生成签名 String signature = GenerateSignatureUtil.generateSignature(params, secret); System.out.println("sign = " + signature); // 签名加入请求参数 params.put("sign",signature); log.info("开始请求open-sign接口==========:{}",params); String result = HttpClientUtil.doPost("http://localhost:9999/user/add", params); System.out.println(result); }
拿到参数
第三方得到请求返回值
{"code":200,"success":true,"message":"操作成功","data":true,"time":"2021-04-23 08:47:56"}
模拟错误请求
这一次我故意去除appid不传
@Testpublic void testOpenSign() {Map params = new ConcurrentHashMap<>(10);String secret = "1ae41230bd1b4383a44f1b114ceba13c";Long timesTamp = System.currentTimeMillis()/1000;System.out.println("time ==" + timesTamp);params.put("timestamp",String.valueOf(timesTamp));params.put("nonce",UUIDUtil.getUuid());params.put("secret",secret);params.put("name", "张三");params.put("address","中国");params.put("sex","0");// 调用MD5算法加密生成签名String signature = GenerateSignatureUtil.generateSignature(params, secret);System.out.println("sign = " + signature);// 签名加入请求参数params.put("sign",signature);log.info("开始请求open-sign接口==========:{}",params);String result = HttpClientUtil.doPost("http://localhost:9999/user/add", params);System.out.println(result);}
断点捕获
第三方得到友好返回值
{"code":500000,"message":"appid不能为空","success":false,"time":"2021-04-23 16:55:25"}
以上只使用了appid作为例子，其余的都是大差不差，算法代码已经写好，错了，漏传、篡改都会帮我们校验。
项目中使用了安全框架例如Shiro、SpringSecurity需要提前放开权限校验，否则请求还没有到签名拦截器就被安全框架拦截了，我这项目因为核心是校验签名所以没搭建shiro认证，我们使用签名校验简化了权限校验,不再需要注册账号，通过颁发token方式给第三方公司。
仓库地址：gitee.com/JameZhan/ch… 欢迎Issues与PR
网络安全基础入门需要学习哪些知识？
网络安全学习路线
这是一份网络安全从零基础到进阶的学习路线大纲全览，小伙伴们记得点个收藏！
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-tJK6PnVr-1676735068333)(data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAPABAP///wAAACH5BAEKAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==)]编辑
阶段一：基础入门
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-OLuA5aUh-1676735068335)(data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAPABAP///wAAACH5BAEKAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==)]
网络安全导论
渗透测试基础
网络基础
操作系统基础
Web安全基础
数据库基础
编程基础
CTF基础
该阶段学完即可年薪15w+
阶段二：技术进阶（到了这一步你才算入门）
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-7VGLZdTO-1676735068336)(data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAPABAP///wAAACH5BAEKAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==)]
弱口令与口令爆破
XSS漏洞
CSRF漏洞
SSRF漏洞
XXE漏洞
SQL注入
任意文件操作漏洞
业务逻辑漏洞
该阶段学完年薪25w+
阶段三：高阶提升
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-EyIXTXbK-1676735068339)(data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAPABAP///wAAACH5BAEKAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==)]
反序列化漏洞
RCE
综合靶场实操项目
内网渗透
流量分析
日志分析
恶意代码分析
应急响应
实战训练
该阶段学完即可年薪30w+
阶段四：蓝队课程
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-PSWA51EI-1676735068340)(data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAPABAP///wAAACH5BAEKAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==)]
蓝队基础
蓝队进阶
该部分主攻蓝队的防御，即更容易被大家理解的网络安全工程师。
攻防兼备，年薪收入可以达到40w+
阶段五：面试指南&阶段六：升级内容
需要上述路线图对应的网络安全配套视频、源码以及更多网络安全相关书籍&面试题等内容
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