接口数据安全介绍

接口数据安全主要包括:1、数据传输过程安全、2、服务端数据识别安全、3、数据存储安全

接口数据安全的方案

1、数据加密,防止报文明文传输

数据如何加密
  1. 对称加密: 加密和解密使用相同密钥的加密算法。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)。
  2. 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。
https加密过程

上图需关注:非对称加密和对称加密阶段

  1. 客户端发起Https请求,连接到服务器的443端口。
  2. 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)。
  3. 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)。
  4. 客户端收到数字证书之后,会验证证书的合法性。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。
  5. 客户端将公钥加密后的密钥发送到服务器。
  6. 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,酱紫传输的数据都是密文啦。
  7. 服务器将加密后的密文返回到客户端。
  8. 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。
日常业务中敏感度高的接口(登录、注册、付款接口)

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、数据加签和验签

a、什么是加签验签呢
  1. 数据加签

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。

  1. 数据验签

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

b、有了https等加密数据,为什么还需要加签验签

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,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。

a、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

  1. 用户输入用户名和密码,发起登录请求
  2. 服务端校验密码,如果校验通过,生成一个全局唯一的token。
  3. 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。
  4. 把这个token返回给客户端
  5. 用户发起其他业务请求时,需要带上这个token
  6. 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。
b、如何保证token的安全
  1. token设置合理的有效期
  2. 使用https协议
  3. token可以再次加密
  4. 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

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、时间戳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。

常用的限流算法有令牌桶和漏桶算法。大家可以看下我的这篇文章四种限流

7、黑名单机制

8、白名单机制

9、数据脱敏掩

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(前后端都必须做)

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。



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