JAVA -- sm3加密签名，以及防止重复攻击

背景：

        后端开发基本都遇到过使用签名校验的情况，签名的作用是为了防止请求数据被别人截取篡改重新请求。

        为什么签名验证可以防止请求数据被篡改，因为一般签名的规则就是，你的所有请求参数，按照约定好的格式进行拼接，后面得到一个拼接后的字符串，这个字符串后面再加上一个双方私下确认后的签名秘钥（固定），最后组合成一个待签名字符串，用这个字符串进行sm3加密。sm3加密是个不可逆的加密（理论上），请求方把这个加密后面签名字段放到请求头中，服务提供方本地根据相同的方法进行组合签名字符串和加密，然后对面本地加密的签名和请求头中的签名是否相同，相同则认为这个数据是可靠的，未被篡改过的（加密前数据不同，加密后的签名肯定不同）。

        PS:签名只能验证防止请求数据被篡改，并不能说你把数据加密让别人看不见，只要是互联网上传输，数据就可能被别人获取到

签名优化：

        请求头加上时间戳，代码上验证请求的时间戳和当前时间戳时间差距，差距过大就拒绝请求（比如只接受一分钟内请求），同时把这个时间戳加到签名字符串去，这样签名的数据内容就包含时间戳（可以防止别人用同一份签名发起重复请求攻击，因为时间戳是一直在变的，签名中的时间戳和请求报文头的时间戳不同，验证签名就不会通过），这样就可以做到即使有人获取到了某个请求的参数和签名，以此发起多次重复请求攻击，这种攻击最多只有一分钟的有效期。

代码：

package com.dw.task.utils;import cn.hutool.crypto.SmUtil;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import org.springframework.stereotype.Component;import java.lang.reflect.Field;import java.util.Objects;@Slf4j@Componentpublic class Sm3UtilHua {    private static Integer httpCheckSignTimeOut = 1;//请求签名有效时间 默认1分钟        public boolean checkSign(String checkSign , Object signModel , String privateKey,Long timestamp) throws Exception {        Long thisTime = System.currentTimeMillis() - timestamp;        Integer checkSignTimeOut = httpCheckSignTimeOut;        if (!(Objects.isNull(checkSignTimeOut) || checkSignTimeOut.intValue() == 0)){            //时间为0或者未配置签名超时时间，默认不验证时间戳            if(thisTime >= 60*1000*checkSignTimeOut || thisTime<=0){                //checkSignTimeOut分钟内的时间戳才处理                log.error("时间戳异常,非"+checkSignTimeOut+"分钟内请求,当前时间戳:"+System.currentTimeMillis());                return false;            }        }        String signValue = getSignValue(signModel) + "×tamp=" + timestamp +"&privateKey=" +privateKey;        String sign = getSign(signValue);        log.info("【本地加密后 sm3 签名】" + sign);//生产上建议注释此行,防止泄露        return sign.toUpperCase().equals(checkSign.toUpperCase())? true : false;    }        public String getSign(String signValue){        return SmUtil.sm3(signValue);    }            public  String getSignValue(Object classA) {        Field[] fs = classA.getClass().getDeclaredFields();//获取所有属性        String[][] temp = new String[fs.length][2]; //用二维数组保存  参数名和参数值        for (int i=0; iion e) {                log.error("【签名字段："+fs[i].getName()+"添加失败】");            }        }        temp = doChooseSort(temp); //对参数实体类按照字母顺序排续        String result = "";        for (int i = 0; i < temp.length; i++) {//按照签名规则生成待加密字符串            result = result + temp[i][0]+"="+temp[i][1]+"&";        }        result = result.substring(0, result.length()-1);//消除掉最后的“&”        log.info("【签名信息】{}" ,result);        return result;    }        private  String[][] doChooseSort(String[][] data) {//排序方式为选择排序        String[][] temp = new String[data.length][2];        temp = data;        int n = temp.length;        for (int i = 0; i < n-1; i++) {            int k = i;// 初始化最小值的小标            for (int j = i+1; j 0) {    //下标k字段名大于当前字段名                    k = j;// 修改最大值的小标                }            }            // 将最小值放到排序序列末尾            if (k > i) {  //用相加相减法交换data[i] 和 data[k]                String tempValue ;                tempValue = temp[k][0];                temp[k][0] = temp[i][0];                temp[i][0] = tempValue;                tempValue = temp[k][1];                temp[k][1] = temp[i][1];                temp[i][1] = tempValue;            }        }        return temp;    }}

测试代码：

    public static void main(String[] args) throws Exception {        //模拟请求参数        QueryDTO dto = new QueryDTO();        dto.setName("张三");        dto.setAge(18);        dto.setIdCard("666666666666666");        //模拟请求报文头时间戳        Long nowTime = System.currentTimeMillis();        //签名加密私钥（不要在互联网上传输,调用方和提供方私下物理确认和设置）        String privateKey = "48d95af20fa1bc438db42e280085707b60841c";        Sm3UtilHua sm3UtilHua = new Sm3UtilHua();        System.out.println("1：请求签名错误的案例");        //模拟请求错误的签名        String errorSign = "2222222222222222222";        System.out.println("验签校验结果：" + sm3UtilHua.checkSign(errorSign,dto, privateKey,nowTime));        System.out.println();        System.out.println("2：请求签名正确的案例");        String signValue = sm3UtilHua.getSignValue(dto) + "×tamp=" + nowTime +"&privateKey=" +privateKey;//复制上面1请求的加密后签名        String trueSign = sm3UtilHua.getSign(signValue);        System.out.println("验签校验结果：" + sm3UtilHua.checkSign(trueSign,dto, privateKey,nowTime));        System.out.println();        System.out.println("3：请求签名正确，但是时间非一分钟内请求的案例");        Long oldTime = 1688036145560L;//这个时间戳大概是2023年06月29号的时间戳，所以必不是当前一分钟内时间        System.out.println("验签校验结果：" + sm3UtilHua.checkSign(trueSign,dto, privateKey,oldTime));    }

测试结果：

        下面的签名信息打印是不完整的，没有拼接时间戳和签名私钥，也是防止打印到日志然后泄露

1：请求签名错误的案例10:42:11.506 [main] ERROR com.dw.task.utils.Sm3UtilHua - 时间戳异常,非1分钟内请求,当前时间戳:1688092931498验签校验结果：false2：请求签名正确的案例10:42:11.522 [main] INFO com.dw.task.utils.Sm3UtilHua - 【签名信息】age=18&idcard=666666666666666&name=张三10:42:12.358 [main] INFO com.dw.task.utils.Sm3UtilHua - 【签名信息】age=18&idcard=666666666666666&name=张三10:42:12.359 [main] INFO com.dw.task.utils.Sm3UtilHua - 【本地加密后 sm3 签名】e60bf8ea2453f44a4a6d3b43f55399c2ce09a6f5b4be68378506d95d2d6f4491验签校验结果：true3：请求签名正确，但是时间非一分钟内请求的案例10:42:12.359 [main] ERROR com.dw.task.utils.Sm3UtilHua - 时间戳异常,非1分钟内请求,当前时间戳:1688092932359验签校验结果：false

引申优化：

        上面的代码已经可以防止一定程度的重复请求攻击，但是一分钟内的重复请求攻击还是无法防止的，如果别人截取请求信息后一分钟内发起大量重复请求的话，还是会通过签名并且穿透到业务层，对此呢如果要再优化，就可以把每次验证成功的签名放到Redis缓存中，数据有效期是1分钟。这样每次在验签之前先查询redis缓存中是否有相同的签名，有即代表这个请求是重复请求，直接拦截

        思路就是这样，代码就不写了

感谢各位观众朋友阅读，如有不同意见，请不吝赐教

来源地址：https://blog.csdn.net/DGH2430284817/article/details/131472103