接口安全理论、对称加密和非对称加密及安全证书

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需要用到加解密工具类、自定义白名单

接口安全1 接口安全理论

接口的安全性主要围绕Token、Timestamp（ts）和Sign三个机制展开设计，保证接口的数据不会被篡改和重复调用，下面具体来看：

Token授权机制：用户使用用户名密码登录后服务器给客户端返回一个Token（通常是UUID或是经过一定规则加密的字符串），并将Token:UserId以键值对的形式存放在缓存服务器（redis）中。服务端接收到请求后进行Token验证，如果Token不存在，说明请求无效。

时间戳ts超时机制：用户每次请求都带上当前时间的时间戳timestamp(ts)，服务端接收到timestamp后跟当前时间进行比对，如果时间差大于一定时间（比如5分钟），则认为该请求失效，这个时间要保证足够完成本次请求的同时尽量短，可以减少缓存服务器的压力（见签名机制）。

签名机制：将Token和时间戳加上其他请求参数（也可加上用户个人私钥：盐）进行MD5或SHA-1算法（可根据情况加点盐）加密，加密后的数据为本次请求的签名sign。服务端接收到请求后以同样的算法得到签名，并跟当前的签名进行比对，如果不一样，说明参数被更改过，直接返回错误标识。一样的话，服务端将该签名存放到缓存服务器（redis）中，超时时间设定为跟时间戳的超时时间一致（这就是为什么要尽量短，二者时间一致可以保证无论在timestamp规定时间内还是外本URL都只能访问一次）同一个签名只能使用一次，如果再次请求发现缓存服务器中已经存在了本次签名，则拒绝服务。

1.1 实现流程

整个流程如下：

1、客户端通过用户名密码登录服务器并获取Token（或token:salt）

2、客户端生成时间戳timestamp（ts），并将timestamp进行AES加密，作为其中一个参数

3、客户端将所有的参数，包括Token和timestamp（ts）按照自己的算法进行排序+salt盐，进行加密得到签名sign

4、将token、timestamp（ts）和sign作为请求时必须携带的参数加在每个请求的URL后边（http://url/request?a=aa&b=bb&token=123&timestamp=123&sign=123123123）

5、服务端写一个过滤器对token、timestamp和sign进行验证，只有三个参数都正确且在规定时间内，本次请求才有效（具体实现参考：1.2过滤器实现）

在以上三中机制的保护下，

如果黑客劫持了请求，并对请求中的参数进行了修改，签名就无法通过；

如果黑客使用已经劫持的URL进行DOS攻击，服务器则会因为缓存服务器中已经存在签名而拒绝服务，所以DOS攻击也是不可能的；

如果黑客隔一段时间进行一次DOS攻击（假如这个时间大于签名在缓存服务器中的缓存时长），则会因为时间戳超时而无法完成请求，这就是为什么签名的缓存时长要跟时间戳的超时时长一样。

如果签名算法和用户名密码都暴露了，那就没可说的了

1.2 过滤器实现

过滤校验流程如下：

1，判断是否是白名单；

2，判断是否是test；（用于开发中测试接口使用；上线时去掉该段代码）

3，获取请求参数requestMap，判断是否有参数；

4，遍历requestMap，校验，并将参数存放在paramMap（按字母顺序排序）中；其中的盐和sign值单独存放，用于后续的加密和比对；

5，获取sign，并判断redis中是否已经存在，存在的话，返回error；

6，获取ts,判断是否可解密和是否超时；否返回：error；

7，获取token,判断token是否可解密和是否于redis中的匹配，否返回：error（也可进行是否登录校验）；

8，检查是否有签名值和salt盐；

9，对paramMap拼接成字符串paramString；

10，对paramString+私钥（salt）进行sign加密；和请求参数sign进行比对；不一样，返回：error

本文原作者wyait，原文链接http://blog.51cto.com/wyait/1920134

补充：

一、公钥加密

假设一下，我找了两个数字，一个是1，一个是2。我喜欢2这个数字，就保留起来，不告诉你们(私钥），然后我告诉大家，1是我的公钥。

我有一个文件，不能让别人看，我就用1加密了。别人找到了这个文件，但是他不知道2就是解密的私钥啊，所以他解不开，只有我可以用

数字2，就是我的私钥，来解密。这样我就可以保护数据了。

我的好朋友x用我的公钥1加密了字符a，加密后成了b，放在网上。别人偷到了这个文件，但是别人解不开，因为别人不知道2就是我的私钥，

只有我才能解密，解密后就得到a。这样，我们就可以传送加密的数据了。

二、私钥签名

如果我用私钥加密一段数据（当然只有我可以用私钥加密，因为只有我知道2是我的私钥），结果所有的人都看到我的内容了，因为他们都知

道我的公钥是1，那么这种加密有什么用处呢？

但是我的好朋友x说有人冒充我给他发信。怎么办呢？我把我要发的信，内容是c，用我的私钥2，加密，加密后的内容是d，发给x，再告诉他

解密看是不是c。他用我的公钥1解密，发现果然是c。

这个时候，他会想到，能够用我的公钥解密的数据，必然是用我的私钥加的密。只有我知道我得私钥，因此他就可以确认确实是我发的东西。

这样我们就能确认发送方身份了。这个过程叫做数字签名。当然具体的过程要稍微复杂一些。用私钥来加密数据，用途就是数字签名。

RSA算法

RSA公钥加密算法是1977年由Ron Rivest、Adi Shamirh和LenAdleman在（美国麻省理工学院）开发的。RSA取名来自开发他们三者的名字。RSA是目前最有影响力的公钥加密算法，它能够抵抗到目前为止已知的所有密码攻击，已被ISO推荐为公钥数据加密标准。RSA算法基于一个十分简单的数论事实：将两个大素数相乘十分容易，但那时想要对其乘积进行因式分解却极其困难，因此可以将乘积公开作为加密密钥。

证书的概念

数字证书则是由证书认证机构（CA）对证书申请者真实身份验证之后，用CA的根证书对申请人的一些基本信息以及申请人的公钥进行签名（相当于加盖发证书机 构的公章）后形成的一个数字文件。CA完成签发证书后，会将证书发布在CA的证书库（目录服务器）中，任何人都可以查询和下载，因此数字证书和公钥一样是公开的。实际上，数字证书就是经过CA认证过的公钥。

原则：

1、一个公钥对应一个私钥。

2、密钥对中，让大家都知道的是公钥，不告诉大家，只有自己知道的，是私钥。

3、如果用其中一个密钥加密数据，则只有对应的那个密钥才可以解密。

4、如果用其中一个密钥可以进行解密数据，则该数据必然是对应的那个密钥进行的加密。

5、非对称密钥密码的主要应用就是公钥加密和公钥认证，而公钥加密的过程和公钥认证的过程是不一样的

非对称加密和对称加密在加密和解密过程、加密解密速度、传输的安全性上都有所不同，具体介绍如下：

对称加密算法

对称加密算法是应用较早的加密算法，技术成熟。在对称加密算法中，数据发信方将明文（原始数据）和加密密钥一起经过特殊加密算法处理后，使其变成复杂的加密密文发送出去。收信方收到密文后，若想解读原文，则需要使用加密用过的密钥及相同算法的逆算法对密文进行解密，才能使其恢复成可读明文。在对称加密算法中，使用的密钥只有一个，发收信双方都使用这个密钥对数据进行加密和解密，这就要求解密方事先必须知道加密密钥。对称加密算法的特点是算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高。不足之处是，交易双方都使用同样钥匙，安全性得不到保证。此外，每对用户每次使用对称加密算法时，都需要使用其他人不知道的惟一钥匙，这会使得发收信双方所拥有的钥匙数量成几何级数增长，密钥管理成为用户的负担。对称加密算法在分布式网络系统上使用较为困难，主要是因为密钥管理困难，使用成本较高。在计算机专网系统中广泛使用的对称加密算法有DES、IDEA和AES。

传统的DES由于只有56位的密钥，因此已经不适应当今分布式开放网络对数据加密安全性的要求。1997年RSA数据安全公司发起了一项“DES挑战赛”的活动，志愿者四次分别用四个月、41天、56个小时和22个小时破解了其用56位密钥DES算法加密的密文。即DES加密算法在计算机速度提升后的今天被认为是不安全的。

AES是美国联邦政府采用的商业及政府数据加密标准，预计将在未来几十年里代替DES在各个领域中得到广泛应用。AES提供128位密钥，因此，128位AES的加密强度是56位DES加密强度的1021倍还多。假设可以制造一部可以在1秒内破解DES密码的机器，那么使用这台机器破解一个128位AES密码需要大约149亿万年的时间。（更深一步比较而言，宇宙一般被认为存在了还不到200亿年）因此可以预计，美国国家标准局倡导的AES即将作为新标准取代DES。

非对称加密算法

不对称加密算法使用两把完全不同但又是完全匹配的一对钥匙—公钥和私钥。在使用不对称加密算法加密文件时，只有使用匹配的一对公钥和私钥，才能完成对明文的加密和解密过程。加密明文时采用公钥加密，解密密文时使用私钥才能完成，而且发信方（加密者）知道收信方的公钥，只有收信方（解密者）才是唯一知道自己私钥的人。不对称加密算法的基本原理是，如果发信方想发送只有收信方才能解读的加密信息，发信方必须首先知道收信方的公钥，然后利用收信方的公钥来加密原文；收信方收到加密密文后，使用自己的私钥才能解密密文。显然，采用不对称加密算法，收发信双方在通信之前，收信方必须将自己早已随机生成的公钥送给发信方，而自己保留私钥。由于不对称算法拥有两个密钥，因而特别适用于分布式系统中的数据加密。广泛应用的不对称加密算法有RSA算法和美国国家标准局提出的DSA。以不对称加密算法为基础的加密技术应用非常广泛。