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保证接口数据安全的十种方案

前言

大家好呀 ,保证我是接口捡田螺的小男孩。

我们日常开发中 ,数据如何保证接口数据的安全安全性呢?个人觉得,接口数据安全的保证保证过程 ,主要体现在这几个方面 :一个就是接口数据传输过程中的安全,还有就是数据数据到达服务端,如何识别数据,安全最后一点就是保证数据存储的模板下载安全性。今天跟大家聊聊保证接口数据安全的接口10个方案。

1.数据加密 ,数据防止报文明文传输。安全

我们都知道 ,保证数据在网络传输过程中 ,接口很容易被抓包。数据如果使用的是http协议 ,因为它是明文传输的 ,用户的数据就很容易被别人获取。服务器租用所以需要对数据加密。

1.1 数据如何加密呢?

常见的实现方式 ,就是对关键字段加密。比如,你一个登录的接口,你可以对密码加密  。一般用什么加密算法呢?简单点可以使用对称加密算法(如AES)来加解密 ,或者哈希算法处理(如MD5)。

什么是对称加密 :加密和解密使用相同密钥的加密算法。

非对称加密:非对称加密算法需要两个密钥(公开密钥和私有密钥)。公钥与私钥是香港云服务器成对存在的,如果用公钥对数据进行加密   ,只有对应的私钥才能解密 。

更安全的做法,就是用非对称加密算法(如RSA或者SM2) ,公钥加密 ,私钥解密。

如果你想对所有字段都加密的话,一般都推荐使用https协议 。https其实就是在http和tcp之间添加一层加密层SSL  。高防服务器

1.2 小伙伴们,是否还记得https的原理呢?

面试也经常问的 ,如下 :

客户端发起Https请求 ,连接到服务器的443端口。

服务器必须要有一套数字证书(证书内容有公钥、证书颁发机构 、失效日期等)。

服务器将自己的数字证书发送给客户端(公钥在证书里面,私钥由服务器持有) 。

客户端收到数字证书之后 ,会验证证书的免费模板合法性 。如果证书验证通过,就会生成一个随机的对称密钥 ,用证书的公钥加密 。

客户端将公钥加密后的密钥发送到服务器。

服务器接收到客户端发来的密文密钥之后,用自己之前保留的私钥对其进行非对称解密 ,解密之后就得到客户端的密钥 ,然后用客户端密钥对返回数据进行对称加密 ,酱紫传输的源码库数据都是密文啦。

服务器将加密后的密文返回到客户端 。

客户端收到后,用自己的密钥对其进行对称解密,得到服务器返回的数据 。

日常业务呢 ,数据传输加密这块的话,用https就可以啦 ,如果安全性要求较高的,比如登陆注册这些,需要传输密码的,密码就可以使用RSA等非对称加密算法 ,对密码加密 。如果你的业务,安全性要求很高,你可以模拟https这个流程 ,对报文,再做一次加解密 。

2. 数据加签验签

数据报文加签验签  ,是保证数据传输安全的常用手段,它可以保证数据在传输过程中不被篡改 。以前我做的企业转账系统 ,就用了加签验签 。

2.1 什么是加签验签呢?

数据加签:用Hash算法(如MD5,或者SHA-256)把原始请求参数生成报文摘要,然后用私钥对这个摘要进行加密 ,就得到这个报文对应的数字签名sign(这个过程就是加签) 。通常来说呢 ,请求方会把数字签名和报文原文一并发送给接收方 。

验签:接收方拿到原始报文和数字签名(sign)后 ,用同一个Hash算法(比如都用MD5)从报文中生成摘要A。另外,用对方提供的公钥对数字签名进行解密,得到摘要B,对比A和B是否相同  ,就可以得知报文有没有被篡改过。

其实加签,我的理解的话 ,就是把请求参数 ,按照一定规则,利用hash算法+加密算法生成一个唯一标签sign。验签的话,就是把请求参数按照相同的规则处理,再用相同的hash算法 ,和对应的密钥解密处理 ,以对比这个签名是否一致 。

再举个例子,有些小伙伴是这么实现的 ,将所有非空参数(包含一个包AccessKey ,唯一的开发者标识)按照升序,然后再拼接个SecretKey(这个仅作本地加密使用  ,不参与网络传输,它只是用作签名里面的) ,得到一个stringSignTemp的值 ,最后用MD5运算,得到sign 。

服务端收到报文后,会校验 ,只有拥有合法的身份AccessKey和签名Sign正确,才放行 。这样就解决了身份验证和参数篡改问题,如果请求参数被劫持,由于劫持者获取不到SecretKey(仅作本地加密使用,不参与网络传输),他就无法伪造合法的请求啦

2.2 有了https等加密数据 ,为什么还需要加签验签

有些小伙伴可能有疑问,加签验签主要是防止数据在传输过程中被篡改  ,那如果都用了https下协议加密数据了 ,为什么还会被篡改呢?为什么还需要加签验签呢?

数据在传输过程中被加密了,理论上,即使被抓包  ,数据也不会被篡改 。但是https不是绝对安全的哦  。可以看下这个文章 :可怕,原来 HTTPS 也没用 。还有一个点 :https加密的部分只是在外网,然后有很多服务是内网相互跳转的,加签也可以在这里保证不被中间人篡改,所以一般转账类安全性要求高的接口开发 ,都需要加签验签

3.token授权认证机制

日常开发中,我们的网站或者APP ,都是需要用户登录的。那么如果是非登录接口,是如何确保安全,如何确认用户身份的呢?可以使用token授权机制  。

3.1 token的授权认证方案

token的授权认证方案:用户在客户端输入用户名和密码,点击登录后 ,服务器会校验密码成功 ,会给客户端返回一个唯一值token,并将token以键值对的形式存放在缓存(一般是Redis)中 。后续客户端对需要授权模块的所有操作都要带上这个token,服务器端接收到请求后,先进行token验证 ,如果token存在 ,才表明是合法请求 。

token登录授权流程图如下 :

用户输入用户名和密码,发起登录请求服务端校验密码 ,如果校验通过 ,生成一个全局唯一的token 。将token​存储在redis​中,其中key是token  ,value是userId或者是用户信息 ,设置一个过期时间 。把这个token返回给客户端用户发起其他业务请求时 ,需要带上这个token后台服务会统一拦截接口请求,进行token​有效性校验  ,并从中获取用户信息 ,供后续业务逻辑使用。如果token不存在 ,说明请求无效。3.2 如何保证token的安全?token被劫持呢 ?

我们如何保证token的安全呢?

比如说 ,我如果拿到token,是不是就可以调用服务器端的任何接口?可以从这几个方面出发考虑:

token设置合理的有效期使用https协议token可以再次加密如果访问的是敏感信息  ,单纯加token是不够的 ,通常会再配置白名单

说到token,有些小伙伴们可能会想起jwt,即(JSON Web Token) ,其实它也是token的一种 。有兴趣的小伙伴可以去了解一下哈 。

4. 时间戳timestamp超时机制

数据是很容易抓包的,假设我们用了https和加签,即使中间人抓到了数据报文 ,它也看不到真实数据 。但是有些不法者 ,他根本不关心真实的数据 ,而是直接拿到抓取的数据包 ,进行恶意请求(比如DOS攻击),以搞垮你的系统 。

我们可以引入时间戳超时机制,来保证接口安全。就是 :用户每次请求都带上当前时间的时间戳timestamp,服务端接收到timestamp后 ,解密,验签通过后,与服务器当前时间进行比对 ,如果时间差大于一定时间 (比如3分钟),则认为该请求无效。

5.timestamp+nonce方案防止重放攻击

时间戳超时机制也是有漏洞的,如果是在时间差内,黑客进行的重放攻击,那就不好使了。可以使用timestamp+nonce方案。

nonce指唯一的随机字符串 ,用来标识每个被签名的请求。我们可以将每次请求的nonce参数存储到一个“set集合”中  ,或者可以json格式存储到数据库或缓存中 。每次处理HTTP请求时,首先判断该请求的nonce参数是否在该“集合”中,如果存在则认为是非法请求。

然而对服务器来说,永久保存nonce的代价是非常大的。可以结合timestamp来优化 。因为timstamp参数对于超过3min的请求,都认为非法请求  ,所以我们只需要存储3min的nonce参数的“集合”即可 。

6. 限流机制

如果用户本来就是就是真实用户,他恶意频繁调用接口,想搞垮你的系统呢?这种情况就需要接入限流了。

可以使用Guava的RateLimiter单机版限流 ,也可以使用Redis分布式限流 ,还可以使用阿里开源组件sentinel限流。比如说,一分钟可以接受多少次请求。

7. 黑名单机制

如果发现了真实用户恶意请求,你可以搞个黑名单机制,把该用户拉黑 。一般情况  ,会有些竞争对手 ,或者不坏好意的用户 ,想搞你的系统的 。所以,为了保证安全 ,一般我们的业务系统 ,需要有个黑名单机制。对于黑名单发起的请求 ,直接返回错误码好了。

8.白名单机制

有了黑名单机制,也可以搞个白名单机制啦  。以前我负责的企业转账系统  ,如果有外面的商户要接入我们的系统时 ,是需要提前申请网络白名单的。那时候运维会申请个IP网络白名单,只有白名单里面的请求 ,才可以访问我们的转账系统。

9.数据脱敏掩码

对于密码,或者手机号  、身份证这些敏感信息 ,一般都需要脱敏掩码再展示的,如果是密码,还需要加密再保存到数据库。

对于手机号、身份证信息这些,日常开发中,在日志排查时 ,看到的都应该是掩码的。目的就是尽量不泄漏这些用户信息,虽然能看日志的只是开发和运维,但是还是需要防一下 ,做掩码处理。

对于密码保存到数据库,我们肯定不能直接明文保存 。最简单的也需要MD5处理一下再保存  ,Spring Security中的 BCryptPasswordEncoder也可以 ,它的底层是采用SHA-256 +随机盐+密钥对密码进行加密 ,而SHA和MD系列是一样的  ,都是hash摘要类的算法。

10. 数据参数一些合法性校验。

接口数据的安全性保证,还需要我们的系统,有个数据合法性校验,简单来说就是参数校验,比如身份证长度 ,手机号长度 ,是否是数字等等 。

总结

本文给大家介绍了10种保证接口数据安全的方案 。

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