如何写出安全的API接口？接口参数加密签名设计思路

阅读原文时间：2021年04月20日阅读：1

开发中经常用到接口，尤其是在面向服务的soa架构中，数据交互全是用的接口。

几年以前我认为，我写个接口，不向任何人告知我的接口地址，我的接口就是安全的，现在回想真是too young,too simple。但凡部署在广域网的应用程序，随随便便的好多工具可以根据ip或域名扫描应用程序的所有暴露的接口，进而分析参数，注入程序，分分钟被攻击。

那咋才能保证接口的安全性呢？

（一）面临的主要安全问题

a.网络环境假设：

a1.假设公共网络（Internet，如：WIFI、非家庭网络、非办公网络等）是不安全的，一切基于HTTP协议的请求/响应(Request or Response)都是可以被截获的、篡改、重放(重发)的。

b.接口安全要求：

b1.防伪装攻击（案例：在公共网络环境中，第三方有意或恶意的调用我们的接口）

b2.防篡改攻击（案例：在公共网络环境中，请求头/查询字符串/内容在传输过程被修改）

b3.防重放攻击（案例：在公共网络环境中，请求被截获，稍后被重放或多次重放）

b4.防数据信息泄漏（案例：截获用户登录请求，截获到账号、密码等）

（二）可参考的商业标准

可参见： HTTP数据传输安全方案 HTTPS（HTTP安全商业标准）

http://baike.baidu.com/view/14121.htm

（三）可参考国内互联网厂商参考

新浪OpenAPI、腾讯、淘宝等。

（四）设计原则

1.轻量级

2.适合于异构系统（跨操作系统、多语言简易实现）

3.易于开发

4.易于测试

5.易于部署

6.满足接口安全需求（满足b1 b2 b3要求），无过度设计。

其它：接口安全要求b4部分，主要针对目前用户中心的登录接口

设计原则是：使用HTTPS安全协议或传输内容使用非对称加密，目前我们采用的后者。

（五）适用范围

1.所有写操作接口（增、删、改操作）

2.非公开的读接口（如：涉密/敏感/隐私等信息）

（六）接口参数签名实现思路参考

必要的输入参数

参数名

类型

必选

描述

_appid

string

是

调用方身份ID，接口提供方用此来识别调不同的调用者，该参数是API基本规范的一部分，请详见API公共规范。

_sign

string

是

一次接口调用的签名值，服务器端 “防止伪装请求/防篡改/ 防重发” 识别的重要依据。

_timestamp

Int

是

时间戳（long Timestamp = DateTime.Now.Ticks;）

签名算法过程：

1.对除签名外的所有请求参数按key做的升序排列,value无需编码。
（假设当前时间的时间戳是12345678）

例如：有c=3,b=2,a=1 三个参，另加上时间戳后，按key排序后为：a=1，b=2，c=3，_timestamp=12345678。

2 把参数名和参数值连接成字符串，得到拼装字符：a1b2c3_timestamp12345678

3 用申请到的appkey 连接到接拼装字符串头部和尾部，然后进行32位MD5加密，最后将到得MD5加密摘要转化成大写。

示例：假设appkey=test，md5(testa1b2c3_timestamp12345678test)，取得MD5摘要值 C5F3EB5D7DC2748AED89E90AF00081E6 。

再看一个更具体的Sample Code:

如何得取如下请求的签名值：
http://api.demo.com/dog/add?1=壹&A=aaa&Z=zzz&_appid=club&_timestamp=12345678&a=AAA&z=ZZZ

C#实现代码如下 ( 请新建一个C#代码文件 SampleCode.cs )：

test()方法展示了如何取得该请的签名参数值 ( _sign=8B0E081689789CF66490E65BB8E1B0E7 )，现实业务中依据自己的情况，把创建请求的过程封装成公共方法，使得请求url的创建过程对开发人员透明，简化处理。

[下方会提供 .Net的 Sample Code]

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.Net

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
namespace test3
{
    public class SampleCode
    {
        public static string test()
        {
            int _timestamp = 12345678;
            var param = new SortedDictionary<string, string>(new AsciiComparer());
            param.Add("z", "ZZZ");
            param.Add("a", "AAA");
            param.Add("Z", "zzz");
            param.Add("A", "aaa");
            param.Add("2", "贰");
            param.Add("1", "壹");
            param.Add("_appid", "club");
            param.Add("_timestamp", _timestamp.ToString());
            string _sign = GetSign(param);
            string urlParam = string.Join("&", param.Select(i => i.Key + "=" + i.Value));
            string url = "http://api.demo.com/dog/add?" + urlParam + "&_sign=" + _sign;
            return url;
        }
        public static string GetSign(SortedDictionary<string, string> paramList, string appKey = "test")
        {
            paramList.Remove("_sign");
            StringBuilder sb = new StringBuilder(appKey);
            foreach (var p in paramList)
                sb.Append(p.Key).Append(p.Value);
            sb.Append(appKey);
            return GetMD5(sb.ToString());
        }
        public static string GetMD5(string str)
        {
            if (string.IsNullOrEmpty(str))
                return str;
            var sb = new StringBuilder(32);
            var md5 = System.Security.Cryptography.MD5.Create();
            var output = md5.ComputeHash(Encoding.UTF8.GetBytes(str));
            for (int i = 0; i < output.Length; i++)
                sb.Append(output[i].ToString("X").PadLeft(2, '0'));
            return sb.ToString();
        }
    }
    /// <summary>
    /// 基于ASCII码排序规则的String比较器
    /// Author：HeDaHong
    /// </summary>
    public class AsciiComparer : System.Collections.Generic.IComparer<string>
    {
        public int Compare(string a, string b)
        {
            if (a == b)
                return 0;
            else if (string.IsNullOrEmpty(a))
                return -1;
            else if (string.IsNullOrEmpty(b))
                return 1;
            if (a.Length <= b.Length)
            {
                for (int i = 0; i < a.Length; i++)
                {
                    if (a[i] < b[i])
                        return -1;
                    else if (a[i] > b[i])
                        return 1;
                    else
                        continue;
                }
                return a.Length == b.Length ? 0 : -1;
            }
            else
            {
                for (int i = 0; i < b.Length; i++)
                {
                    if (a[i] < b[i])
                        return -1;
                    else if (a[i] > b[i])
                        return 1;
                    else
                        continue;
                }
                return 1;
            }
        }
    }
}

总结：

接口调用方和接口提供方约定好统一的参数加密算法
接口调用方在调用时把加密后的_sign放在参数中去请求接口
接口提供方接到响应后，判断时间戳是不是在有效时间内（这个时间间隔根据你的安全范围可以是10分钟，5分钟，20秒等，过期失效，前提是需要保证接口提供方和调用方的服务器时间为准确的网络同步时间）
把参数中除了_sign以外的参数进行加密，然后把加密结果和传过来的_sign比较，相同则执行调用请求。

1.完全开放的接口

有没有这样的接口，谁都可以调用，谁都可以访问，不受时间空间限制，只要能连上互联网就能调用，毫无安全可言。

实话说，这样的接口我们天天都在接触，你查快递，你查天气预报，你查飞机，火车班次等，这些都是有公共的接口。

我把这称之为裸奔时代。代码如下：

///

/// 接口对外公开 ///

///
[HttpGet]
[Route("NoSecure")] public HttpResponseMessage NoSecure(int age)
{ var result = new ResultModel