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详解SpringBoot是如何保证接口安全的

SpringBoot保证接口安全 SpringBoot 接口安全 2023-02-02 12:02:09 538人浏览泡泡鱼

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摘要

目录为什么要保证接口安全防篡改如何解决防重放基于timestamp的方案基于nonce + timestamp 的方案代码实现1、构建请求头对象2、工具类从httpservletRe

为什么要保证接口安全

对于互联网来说，只要你系统的接口会暴露在外网，就避免不了接口安全问题。如果你的接口在外网裸奔，只要让黑客知道接口的地址和参数就可以调用，那简直就是灾难。

举个例子：你的网站用户注册的时候，需要填写手机号，发送手机验证码，如果这个发送验证码的接口没有经过特殊安全处理，那这个短信接口早就被人盗刷不知道浪费多少钱了。

那如何保证接口安全呢？

一般来说，暴露在外网的api接口需要做到防篡改和防重放才能称之为安全的接口。

防篡改

我们知道http 是一种无状态的协议，服务端并不知道客户端发送的请求是否合法，也并不知道请求中的参数是否正确。

举个例子, 现在有个充值的接口，调用后可以给用户增加对应的余额。

http://localhost/api/user/recharge?user_id=1001&amount=10

如果非法用户通过抓包获取到接口参数后，修改user_id 或 amount的值就可以实现给任意账户添加余额的目的。

如何解决

采用https协议可以将传输的明文进行加密，但是黑客仍然可以截获传输的数据包，进一步伪造请求进行重放攻击。如果黑客使用特殊手段让请求方设备使用了伪造的证书进行通信，那么https加密的内容也会被解密。

一般的做法有2种：

采用https方式把接口的数据进行加密传输，即便是被黑客破解，黑客也花费大量的时间和精力去破解。
接口后台对接口的请求参数进行验证，防止被黑客篡改；

步骤1：客户端使用约定好的秘钥对传输的参数进行加密，得到签名值sign1，并且将签名值也放入请求的参数中，发送请求给服务端
步骤2：服务端接收到客户端的请求，然后使用约定好的秘钥对请求的参数再次进行签名，得到签名值sign2。
步骤3：服务端比对sign1和sign2的值，如果不一致，就认定为被篡改，非法请求。

防重放

防重放也叫防复用。简单来说就是我获取到这个请求的信息之后什么也不改,，直接拿着接口的参数去重复请求这个充值的接口。此时我的请求是合法的, 因为所有参数都是跟合法请求一模一样的。重放攻击会造成两种后果：

针对插入数据库接口：重放攻击，会出现大量重复数据，甚至垃圾数据会把数据库撑爆。
针对查询的接口：黑客一般是重点攻击慢查询接口，例如一个慢查询接口1s，只要黑客发起重放攻击，就必然造成系统被拖垮，数据库查询被阻塞死。

对于重放攻击一般有两种做法：

基于timestamp的方案

每次HTTP请求，都需要加上timestamp参数，然后把timestamp和其他参数一起进行数字签名。因为一次正常的HTTP请求，从发出到达服务器一般都不会超过60s，所以服务器收到HTTP请求之后，首先判断时间戳参数与当前时间比较，是否超过了60s，如果超过了则认为是非法请求。

一般情况下，黑客从抓包重放请求耗时远远超过了60s，所以此时请求中的timestamp参数已经失效了。如果黑客修改timestamp参数为当前的时间戳，则sign1参数对应的数字签名就会失效，因为黑客不知道签名秘钥，没有办法生成新的数字签名。

但是这种方式的漏洞也是显而易见，如果在60s之内进行重放攻击，那就没办法了，所以这种方式不能保证请求仅一次有效。

老鸟们一般会采取下面这种方案，既可以解决接口重放问题，又可以解决一次请求有效的问题。

基于nonce + timestamp 的方案

nonce的意思是仅一次有效的随机字符串，要求每次请求时该参数要保证不同。实际使用用户信息+时间戳+随机数等信息做个哈希之后，作为nonce参数。

此时服务端的处理流程如下：

去 redis 中查找是否有 key 为 nonce:{nonce} 的 string
如果没有，则创建这个 key，把这个 key 失效的时间和验证 timestamp 失效的时间一致，比如是 60s。
如果有，说明这个 key 在 60s 内已经被使用了，那么这个请求就可以判断为重放请求。

这种方案nonce和timestamp参数都作为签名的一部分传到后端，基于timestamp方案可以让黑客只能在60s内进行重放攻击，加上nonce随机数以后可以保证接口只能被调用一次，可以很好的解决重放攻击问题。

代码实现

接下来以SpringBoot项目为例看看如何实现接口的防篡改和防重放功能。

1、构建请求头对象

@Data
@Builder
public class RequestHeader {
   private String sign ;
   private Long timestamp ;
   private String nonce;
}

2、工具类从HttpServletRequest获取请求参数

@Slf4j
@UtilityClass
public class HttpDataUtil {
    
    public  SortedMap<String, String> getBodyParams(final HttpServletRequest request) throws ioException {
        byte[] requestBody = StreamUtils.copyToByteArray(request.getInputStream());
        String body = new String(requestBody);
        return JSONUtil.json2Object(body, SortedMap.class);
    }


    
    public static SortedMap<String, String> getUrlParams(HttpServletRequest request) {
        String param = "";
        SortedMap<String, String> result = new TreeMap<>();

        if (StringUtils.isEmpty(request.getQueryString())) {
            return result;
        }

        try {
            param = URLDecoder.decode(request.getQueryString(), "utf-8");
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        String[] params = param.split("&");
        for (String s : params) {
            String[] array=s.split("=");
            result.put(array[0], array[1]);
        }
        return result;
    }
}

这里的参数放入SortedMap中对其进行字典排序，前端构建签名时同样需要对参数进行字典排序。

3、签名验证工具类

@Slf4j
@UtilityClass
public class SignUtil {
    
    @SneakyThrows
    public  boolean verifySign(SortedMap<String, String> map, RequestHeader requestHeader) {
        String params = requestHeader.getNonce() + requestHeader.getTimestamp() + JsonUtil.object2Json(map);
        return verifySign(params, requestHeader);
    }

    
    public boolean verifySign(String params, RequestHeader requestHeader) {
        log.debug("客户端签名: {}", requestHeader.getSign());
        if (StringUtils.isEmpty(params)) {
            return false;
        }
        log.info("客户端上传内容: {}", params);
        String paramsSign = DigestUtils.md5DigestAsHex(params.getBytes()).toUpperCase();
        log.info("客户端上传内容加密后的签名结果: {}", paramsSign);
        return requestHeader.getSign().equals(paramsSign);
    }
}

4、HttpServletRequest包装类

public class SignRequestWrapper extends HttpServletRequestWrapper {
    //用于将流保存下来
    private byte[] requestBody = null;

    public SignRequestWrapper(HttpServletRequest request) throws IOException {
        super(request);
        requestBody = StreamUtils.copyToByteArray(request.getInputStream());
    }

    @Override
    public ServletInputStream getInputStream() throws IOException {
        final ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(requestBody);

        return new ServletInputStream() {
            @Override
            public boolean isFinished() {
                return false;
            }

            @Override
            public boolean isReady() {
                return false;
            }

            @Override
            public void setReadListener(ReadListener readListener) {

            }

            @Override
            public int read() throws IOException {
                return bais.read();
            }
        };

    }

    @Override
    public BufferedReader getReader() throws IOException {
        return new BufferedReader(new InputStreamReader(getInputStream()));
    }
}

防篡改和防重放我们会通过springBoot Filter来实现，而编写的filter过滤器需要读取request数据流，但是request数据流只能读取一次，需要自己实现HttpServletRequestWrapper对数据流包装，目的是将request流保存下来。

5、创建过滤器实现安全校验

@Configuration
public class SignFilterConfiguration {
    @Value("${sign.maxTime}")
    private String signMaxTime;

    //filter中的初始化参数
    private Map<String, String> initParametersMap =  new HashMap<>();

    @Bean
    public FilterReGIStrationBean contextFilterRegistrationBean() {
        initParametersMap.put("signMaxTime",signMaxTime);
        FilterRegistrationBean registration = new FilterRegistrationBean();
        registration.setFilter(signFilter());
        registration.setInitParameters(initParametersMap);
        registration.addUrlPatterns("/sign
        long now = System.currentTimeMillis() / 1000;

        if (now - requestHeader.getTimestamp() > signMaxTime) {
            responseFail(httpResponse,ReturnCode.REPLAY_ERROR);
            return;
        }

        //2. 判断nonce
        boolean nonceExists = redisUtil.hasKey(NONCE_KEY + requestHeader.getNonce());
        if(nonceExists){
            //请求重复
            responseFail(httpResponse,ReturnCode.REPLAY_ERROR);
            return;
        }else {
            redisUtil.set(NONCE_KEY+requestHeader.getNonce(), requestHeader.getNonce(), signMaxTime);
        }


        boolean accept;
        SortedMap<String, String> paramMap;
        switch (httpRequest.getMethod()){
            case "GET":
                paramMap = HttpDataUtil.getUrlParams(requestWrapper);
                accept = SignUtil.verifySign(paramMap, requestHeader);
                break;
            case "POST":
                paramMap = HttpDataUtil.getBodyParams(requestWrapper);
                accept = SignUtil.verifySign(paramMap, requestHeader);
                break;
            default:
                accept = true;
                break;
        }
        if (accept) {
            filterChain.doFilter(requestWrapper, servletResponse);
        } else {
            responseFail(httpResponse,ReturnCode.ARGUMENT_ERROR);
            return;
        }

    }

    private void responseFail(HttpServletResponse httpResponse, ReturnCode returnCode)  {
        ResultData<Object> resultData = ResultData.fail(returnCode.getCode(), returnCode.getMessage());
        WEBUtils.writeJson(httpResponse,resultData);
    }

    @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
        String signTime = filterConfig.getInitParameter("signMaxTime");
        signMaxTime = Long.parseLong(signTime);
    }
}

6、Redis工具类

@Component
public class RedisUtil {
    @Resource
    private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;

    
    public boolean hasKey(String key) {
        try {
            return Boolean.TRUE.equals(redisTemplate.hasKey(key));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return false;
        }
    }


    
    public boolean set(String key, Object value, long time) {
        try {
            if (time > 0) {
                redisTemplate.opsForValue().set(key, value, time, TimeUnit.SECONDS);
            } else {
                set(key, value);
            }
            return true;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return false;
        }
    }

    
    public boolean set(String key, Object value) {
        try {
            redisTemplate.opsForValue().set(key, value);
            return true;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return false;
        }
    }

}

以上就是详解SpringBoot是如何保证接口安全的的详细内容，更多关于SpringBoot保证接口安全的资料请关注编程网其它相关文章！

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