设计一个安全对外的API接口,需要考虑哪些方面?

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来源:blog.csdn.net/zhou920786312/article/

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如何保证外网开放接口的安全性。

  • 使用加签名方式,防止数据篡改
  • 信息加密与密钥管理
  • 搭建OAuth2.0认证授权
  • 使用令牌方式
  • 搭建网关实现黑名单和白名单

一、令牌方式搭建搭建API开放平台

设计一个安全对外的API接口,需要考虑哪些方面?

方案设计:

1.第三方机构申请一个appId,通过appId去获取accessToken,每次请求获取accessToken都要把老的accessToken删掉

2.第三方机构请求数据需要加上accessToken参数,每次业务处理中心执行业务前,先去dba持久层查看accessToken是否存在(可以把accessToken放到redis中,这样有个过期时间的效果),存在就说明这个机构是合法,无需要登录就可以请求业务数据。不存在说明这个机构是非法的,不返回业务数据。

3.好处:无状态设计,每次请求保证都是在我们持久层保存的机构的请求,如果有人盗用我们accessToken,可以重新申请一个新的taken.

二、基于OAuth2.0协议方式

原理

第三方授权,原理和1的令牌方式一样

1.假设我是服务提供者A,我有开发接口,外部机构B请求A的接口必须申请自己的appid(B机构id)

2.当B要调用A接口查某个用户信息的时候,需要对应用户授权,告诉A,我愿同意把我的信息告诉B,A生产一个授权token给B。

3.B使用token获取某个用户的信息。

联合微信登录总体处理流程

  1. 用户同意授权,获取code
  2. 通过code换取网页授权access_token
  3. 通过access_token获取用户openId
  4. 通过openId获取用户信息

三、信息加密与密钥管理

  • 单向散列加密
  • 对称加密
  • 非对称加密
  • 安全密钥管理

1.单向散列加密

散列是信息的提炼,通常其长度要比信息小得多,且为一个固定长度。加密性强的散列一定是不可逆的,这就意味着通过散列结果,无法推出任何部分的原始信息。任何输入信息的变化,哪怕仅一位,都将导致散列结果的明显变化,这称之为雪崩效应。

散列还应该是防冲突的,即找不出具有相同散列结果的两条信息。具有这些特性的散列结果就可以用于验证信息是否被修改。

单向散列函数一般用于产生消息摘要,密钥加密等,常见的有:

  • MD5(Message Digest Algorithm 5):是RSA数据安全公司开发的一种单向散列算法,非可逆,相同的明文产生相同的密文。
  • SHA(Secure Hash Algorithm):可以对任意长度的数据运算生成一个160位的数值;

SHA-1与MD5的比较

因为二者均由MD4导出,SHA-1和MD5彼此很相似。相应的,他们的强度和其他特性也是相似,但还有以下几点不同:

  • 对强行供给的安全性:最显著和最重要的区别是SHA-1摘要比MD5摘要长32 位。使用强行技术,产生任何一个报文使其摘要等于给定报摘要的难度对MD5是2128数量级的操作,而对SHA-1则是2160数量级的操作。这样,SHA-1对强行攻击有更大的强度。
  • 对密码分析的安全性:由于MD5的设计,易受密码分析的攻击,SHA-1显得不易受这样的攻击。
  • 速度:在相同的硬件上,SHA-1的运行速度比MD5慢。

1、特征:雪崩效应、定长输出和不可逆。

2、作用是:确保数据的完整性。

3、加密算法:md5(标准密钥长度128位)、sha1(标准密钥长度160位)、md4、CRC-32

4、加密工具:md5sum、sha1sum、openssl dgst。

5、计算某个文件的hash值,例如:md5sum/shalsum FileName,openssl dgst –md5/-sha

2.对称加密

秘钥:加密解密使用同一个密钥、数据的机密性双向保证、加密效率高、适合加密于大数据大文件、加密强度不高(相对于非对称加密)

对称加密优缺点

  • 优点:与公钥加密相比运算速度快。
  • 缺点:不能作为身份验证,密钥发放困难
设计一个安全对外的API接口,需要考虑哪些方面?

DES是一种对称加密算法,加密和解密过程中,密钥长度都必须是8的倍数

 
public class DES {
 public DES() {
 }
 
 // 测试
 public static void main(String args[]) throws Exception {
  // 待加密内容
  String str = "123456";
  // 密码,长度要是8的倍数 密钥随意定
  String password = "12345678";
  byte[] encrypt = encrypt(str.getBytes(), password);
  System.out.println("加密前:" +str);
  System.out.println("加密后:" + new String(encrypt));
  // 解密
  byte[] decrypt = decrypt(encrypt, password);
  System.out.println("解密后:" + new String(decrypt));
 }
 
 /**
  * 加密
  * 
  * @param datasource
  *            byte[]
  * @param password
  *            String
  * @return byte[]
  */

 public static byte[] encrypt(byte[] datasource, String password) {
  try {
   SecureRandom random = new SecureRandom();
   DESKeySpec desKey = new DESKeySpec(password.getBytes());
   // 创建一个密匙工厂,然后用它把DESKeySpec转换成
   SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
   SecretKey securekey = keyFactory.generateSecret(desKey);
   // Cipher对象实际完成加密操作
   Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES");
   // 用密匙初始化Cipher对象,ENCRYPT_MODE用于将 Cipher 初始化为加密模式的常量
   cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, securekey, random);
   // 现在,获取数据并加密
   // 正式执行加密操作
   return cipher.doFinal(datasource); // 按单部分操作加密或解密数据,或者结束一个多部分操作
  } catch (Throwable e) {
   e.printStackTrace();
  }
  return null;
 }
 
 /**
  * 解密
  * 
  * @param src
  *            byte[]
  * @param password
  *            String
  * @return byte[]
  * @throws Exception
  */

 public static byte[] decrypt(byte[] src, String password) throws Exception {
  // DES算法要求有一个可信任的随机数源
  SecureRandom random = new SecureRandom();
  // 创建一个DESKeySpec对象
  DESKeySpec desKey = new DESKeySpec(password.getBytes());
  // 创建一个密匙工厂
  SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");// 返回实现指定转换的
                   // Cipher
                   // 对象
  // 将DESKeySpec对象转换成SecretKey对象
  SecretKey securekey = keyFactory.generateSecret(desKey);
  // Cipher对象实际完成解密操作
  Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES");
  // 用密匙初始化Cipher对象
  cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, securekey, random);
  // 真正开始解密操作
  return cipher.doFinal(src);
 }
}
 
输出
 
加密前:123456
加密后:>p.72|
解密后:123456

3.非对称加密

非对称加密算法需要两个密钥:公开密钥(publickey:简称公钥)和私有密钥(privatekey:简称私钥)。

公钥与私钥是一对

  • 公钥对数据进行加密,只有用对应的私钥才能解密
  • 私钥对数据进行加密,只有用对应的公钥才能解密

过程:

  • 甲方生成一对密钥,并将公钥公开,乙方使用该甲方的公钥对机密信息进行加密后再发送给甲方;
  • 甲方用自己私钥对加密后的信息进行解密。
  • 甲方想要回复乙方时,使用乙方的公钥对数据进行加密
  • 乙方使用自己的私钥来进行解密。
  • 甲方只能用其私钥解密由其公钥加密后的任何信息。

特点:

  • 算法强度复杂
  • 保密性比较好
  • 加密解密速度没有对称加密解密的速度快。
  • 对称密码体制中只有一种密钥,并且是非公开的,如果要解密就得让对方知道密钥。所以保证其安全性就是保证密钥的安全,而非对称密钥体制有两种密钥,其中一个是公开的,这样就可以不需要像对称密码那样传输对方的密钥了。这样安全性就大了很多
  • 适用于:金融,支付领域

RSA加密是一种非对称加密

import javax.crypto.Cipher;
import java.security.*;
import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;
import java.security.interfaces.RSAPublicKey;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
import org.apache.commons.codec.binary.Base64;
 
 
/**
 * RSA加解密工具类
 *
 * 
 */

public class RSAUtil {
 
 public static String publicKey; // 公钥
 public static String privateKey; // 私钥
 
 /**
  * 生成公钥和私钥
  */

 public static void generateKey() {
  // 1.初始化秘钥
  KeyPairGenerator keyPairGenerator;
  try {
   keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
   SecureRandom sr = new SecureRandom(); // 随机数生成器
   keyPairGenerator.initialize(512, sr); // 设置512位长的秘钥
   KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair(); // 开始创建
   RSAPublicKey rsaPublicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();
   RSAPrivateKey rsaPrivateKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();
   // 进行转码
   publicKey = Base64.encodeBase64String(rsaPublicKey.getEncoded());
   // 进行转码
   privateKey = Base64.encodeBase64String(rsaPrivateKey.getEncoded());
  } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
   // TODO Auto-generated catch block
   e.printStackTrace();
  }
 }
 
 /**
  * 私钥匙加密或解密
  * 
  * @param content
  * @param privateKeyStr
  * @return
  */

 public static String encryptByprivateKey(String content, String privateKeyStr, int opmode) {
  // 私钥要用PKCS8进行处理
  PKCS8EncodedKeySpec pkcs8EncodedKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(Base64.decodeBase64(privateKeyStr));
  KeyFactory keyFactory;
  PrivateKey privateKey;
  Cipher cipher;
  byte[] result;
  String text = null;
  try {
   keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
   // 还原Key对象
   privateKey = keyFactory.generatePrivate(pkcs8EncodedKeySpec);
   cipher = Cipher.getInstance("RSA");
   cipher.init(opmode, privateKey);
   if (opmode == Cipher.ENCRYPT_MODE) { // 加密
    result = cipher.doFinal(content.getBytes());
    text = Base64.encodeBase64String(result);
   } else if (opmode == Cipher.DECRYPT_MODE) { // 解密
    result = cipher.doFinal(Base64.decodeBase64(content));
    text = new String(result, "UTF-8");
   }
 
  } catch (Exception e) {
   // TODO Auto-generated catch block
   e.printStackTrace();
  }
  return text;
 }
 
 /**
  * 公钥匙加密或解密
  * 
  * @param content
  * @param privateKeyStr
  * @return
  */

 public static String encryptByPublicKey(String content, String publicKeyStr, int opmode) {
  // 公钥要用X509进行处理
  X509EncodedKeySpec x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(Base64.decodeBase64(publicKeyStr));
  KeyFactory keyFactory;
  PublicKey publicKey;
  Cipher cipher;
  byte[] result;
  String text = null;
  try {
   keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
   // 还原Key对象
   publicKey = keyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec);
   cipher = Cipher.getInstance("RSA");
   cipher.init(opmode, publicKey);
   if (opmode == Cipher.ENCRYPT_MODE) { // 加密
    result = cipher.doFinal(content.getBytes());
    text = Base64.encodeBase64String(result);
   } else if (opmode == Cipher.DECRYPT_MODE) { // 解密
    result = cipher.doFinal(Base64.decodeBase64(content));
    text = new String(result, "UTF-8");
   }
  } catch (Exception e) {
   // TODO Auto-generated catch block
   e.printStackTrace();
  }
  return text;
 }
 
 // 测试方法
 public static void main(String[] args) {
  /**
   * 注意: 私钥加密必须公钥解密 公钥加密必须私钥解密
   *  // 正常在开发中的时候,后端开发人员生成好密钥对,服务器端保存私钥 客户端保存公钥
   */

  System.out.println("-------------生成两对秘钥,分别发送方和接收方保管-------------");
  RSAUtil.generateKey();
  System.out.println("公钥:" + RSAUtil.publicKey);
  System.out.println("私钥:" + RSAUtil.privateKey);
 
  System.out.println("-------------私钥加密公钥解密-------------");
   String textsr = "11111111";
   // 私钥加密
   String cipherText = RSAUtil.encryptByprivateKey(textsr,
   RSAUtil.privateKey, Cipher.ENCRYPT_MODE);
   System.out.println("私钥加密后:" + cipherText);
   // 公钥解密
   String text = RSAUtil.encryptByPublicKey(cipherText,
   RSAUtil.publicKey, Cipher.DECRYPT_MODE);
   System.out.println("公钥解密后:" + text);
 
  System.out.println("-------------公钥加密私钥解密-------------");
  // 公钥加密
  String textsr2 = "222222";
 
  String cipherText2 = RSAUtil.encryptByPublicKey(textsr2, RSAUtil.publicKey, Cipher.ENCRYPT_MODE);
  System.out.println("公钥加密后:" + cipherText2);
  // 私钥解密
  String text2 = RSAUtil.encryptByprivateKey(cipherText2, RSAUtil.privateKey, Cipher.DECRYPT_MODE);
  System.out.print("私钥解密后:" + text2 );
 }
 
}
设计一个安全对外的API接口,需要考虑哪些方面?

四、使用加签名方式,防止数据篡改

客户端:请求的数据分为2部分(业务参数,签名参数),签名参数=md5(业务参数)

服务端:验证md5(业务参数)是否与签名参数相同

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原文始发于微信公众号(Java知音):设计一个安全对外的API接口,需要考虑哪些方面?