今天接手了一个Spring Boot的后端项目，里面主要是一些给移动端用的接口，整个项目的框架、包括前后端的交互格式之类的东西都已经由老大定义好了，我直接进行开发就行。
不像以前普通的网页端接口，前端直接把数据传到后端，后端业务处理完毕后再把数据返回，这次这个项目的所有接口都是经过加密处理的，好像既有AES对称加密算法、又有RSA非对称加密算法在里面，反正早上一开始老大给我讲项目架构的时候我是没听太懂。
到了中午吃饭的时候，我趁机缠着老大给我讲解了一下他接口加密的设计思想。
接口为什么要加密？
我问老大：“我们APP需要先登录才能使用，后端接口也有做鉴权，接口加密不是多此一举吗？”
老大摇了摇头说，APP调用的接口都是暴露在外的，别人一抓包就能拿到接口地址，再直接请求接口地址就能绕过我们的APP拿到数据，登录、鉴权只是最基本的措施，接口加密之后，这样就算别人抓包，看到的请求参数和返回数据都是加密后的密文，我们项目中使用AES对称加密算法来加密数据。
我似懂非懂的点点头，见我点头，老大反过来问我：“那你说说使用RSA非对称加密算法的目的是什么？”
我只得摆出一副黑人问号脸……
老大白了我一眼说，使用RSA算法目的一是拿公钥加密AES的密钥，二是拿私钥对数据进行签名，可以起到防篡改、防抵赖的作用。
防篡改？防抵赖？听完我继续黑人问号脸……
老大说给你举个例子就明白了，孙杨知道吧？最近挺火那个，新闻上说他抗拒药检的原因是对药检人员的资质存在疑问，说白了就是他不相信药检工作人员的身份，那么这个双方的身份信任问题，其实就跟我们前后端接口通信需要首先确认对方身份一样，可以通过RSA算法来解决。
- 首先我们为世界反兴奋剂机构官方生成一对RSA密钥对，私钥由机构秘密持有，公钥将公布给孙杨在内的所有运动员，然后机构官方使用私钥为药检工作人员的资质证书进行签名(相当于盖上官方机构的章)
- 当药检工作人员需要对孙杨进行药检时，首先出示已经签名过的资质证书，此时孙杨可以拿机构官方公布的公钥对签名进行校验，如果签名校验通过则可以证明资质证书确实是由官方签发的，药检人员身份没有问题；如果签名校验失败则证明资质证书是伪造的，药检人员身份存在问题
我正要继续再问点什么，老大看着碗里的饭吞了吞口水对我说：“我饭都凉了，要不你先自己看看代码？”
我：……
好在经过我一下午努力，总算弄明白了整个接口加密通信的流程，下面我们一起来了解一下吧。
AES对称加密算法示意图
首先简单介绍一下AES对称加密，我画了一张AES加密算法的草图(大家凑合看吧)：
发送方使用密钥将明文进行AES加密，将密文和密钥传给接收方，接收方使用同样的密钥对密文进行AES解密，得到明文。
RSA非对称加密算法示意图
接着我再简单介绍一下RSA非对称加密，我又画了一张RSA加密算法的草图：
首先接收方生成一对RSA密钥(公钥、私钥)，公钥公开给发送方，私钥自己保留；发送方使用公钥将明文加密得到密文，将密文发送给接收方，接收方使用私钥将密文解密得到明文。同样的，接收方也可以使用私钥对数据进行签名后回传给发送方，发送方可以使用公钥来验证签名，从而判断数据是否来自接收方。
AES+RSA配合实现接口加密，完整流程图
首先看一下从客户端请求开始，到服务端解密的一整套流程：
看起来还不错吧？下面我们一起来看看怎么实现的吧。正式开始前，首先介绍一下前期的准备工作：
- 服务端生成RSA密钥对(公钥、私钥)，公钥下发给所有客户端、私钥自己持有
- 客户端生成RSA密钥对(公钥、私钥)，公钥提交到服务端保存、私钥自己持有
客户端发送请求加密流程
首先介绍一下客户端发送一次请求完整的流程：
- 随机生成一个固定长度的用于AES加密的密钥
- 使用服务端的RSA公钥对AES密钥明文进行加密生成AES密钥密文
- 使用AES密钥明文对参数明文进行AES加密生成参数密文
- 生成请求时间戳
- 生成固定长度的随机字符串
- 将参数密文、AES密钥密文、时间戳、随机字符串进行MD5计算，得到md5值
- 使用RSA私钥对md5值签名，得到签名值
- 最后将参数密文、AES密钥密文、时间戳、随机字符串、签名值一起发送到服务端
服务端解密流程：
再来看一下服务端接收到数据后的揭秘流程：
- 比较请求时间戳与当前时间戳差值是否在系统设置的超时时间内，超过则认为请求过期
- 从缓存查找随机字符串是否已存在，如果已存在则认为是一次重复请求，不存在则将该随机字符串放入缓存
- 将参数密文、AES密钥密文、时间戳、随机字符串进行MD5计算，得到md5值
- 使用客户端RSA公钥验证签名是否来自合法授权的客户端，防止非法客户端篡改数据
- 使用自己的RSA私钥解密AES密钥密文，得到AES密钥明文
- 使用ES密钥明文解密参数密文得到参数明文
- 使用aesKey解密encryptParams得到明文参数
- 进行正常的业务处理流程
- 返回数据加密流程与客户端一致，直接使用客户端的AES密钥即可。
彩蛋
有眼尖的小伙伴有可能已经发现了，上面的例子中还夹杂了一些时间戳、随机字符串概念在里面，这些参数都有什么用呢？这些悬念就留到下一篇里揭晓吧。下一篇将会是实战篇，我会基于Spring Boot项目，通过自定义注解的方式来实现接口的自动加解密。
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