前言

日常开发中少不了和第三方服务进行交互，我们经常会提供对外接口给第三方服务调用，这种接口是直接在公网暴露给第三方的，接口安全性是必须要考虑的，接口总不能在公网上直接裸奔吧。这里和大家一起总结下公网接口安全性问题。安全措施大体来看主要在两个方面，一方面就是如何保证数据在传输过程中的安全性，另一个方面是数据已经到达服务器端，服务器端如何识别数据，如何不被攻击；下面具体看看都有哪些安全措施。

数据加密

我们知道数据在传输过程中是很容易被抓包的，如果直接通过http协议传输，用户传输的数据可以被任何人获取；所以必须对数据加密，常见的做法对关键字段加密比如用户密码直接通过md5加密；现在主流的做法是使用https协议，在http和tcp之间添加一层加密层(SSL层)，这一层负责数据的加密和解密。主流的加密方式有对称加密和非对称加密。
对称加密：对称密钥在加解密过程中使用的密钥是相同的，常见的对称加密算法有DES，AES；优点是计算速度快，缺点是在数据传送前，发送方和接收方必须商定好秘钥，然后使双方都能保存好秘钥，如果一方的秘钥被泄露，那么加密信息也就不安全了。

非对称加密：服务端会生成一对密钥，私钥存放在服务器端，公钥可以发布给任何人使用；优点就是比起对称加密更加安全，但是加解密的速度比对称加密慢太多了；广泛使用的是RSA算法。两种方式各有优缺点，而https的实现方式正好是结合了两种加密方式，整合了双方的优点，在安全和性能方面都比较好。

AppId机制

大部分网站基本都需要用户名和密码才能登录，并不是谁都能使用我的网站，这其实也是一种安全机制；对应的对外提供的接口其实也需要这么一种机制，并不是谁都可以调用，需要使用接口的用户需要在后台开通appid，提供给用户相关的密钥；在调用的接口中需要提供appid+密钥，服务器端会进行相关的验证。

生成一个唯一的AppId，密钥使用字母、数字等特殊字符随机生成即可；生成唯一AppId根据实际情况看是否需要全局唯一；但是不管是否全局唯一最好让生成的Id尽量不要连续的，容易发现规律，常见的有类snowflake方式等。

sign机制

参数签名是防止参数被非法篡改。sign的值一般是将所有非空参数按照升续排序然后+token+key+timestamp+nonce(随机数)拼接在一起，然后使用某种加密算法进行加密，作为接口中的一个参数sign来传递，也可以将sign放到请求头中。接口在网络传输过程中如果被黑客挟持，并修改其中的参数值，然后再继续调用接口，虽然参数的值被修改了，但是因为黑客不知道sign是如何计算出来的，不知道sign都有哪些值构成，不知道以怎样的顺序拼接在一起的，最重要的是不知道签名字符串中的key是什么，所以黑客可以篡改参数的值，但没法修改sign的值，当服务器调用接口前会按照sign的规则重新计算出sign的值然后和接口传递的sign参数的值做比较，如果相等表示参数值没有被篡改，如果不等，表示参数被非法篡改了，就不执行接口了。数据签名使用比较多的是md5算法，将需要提交的数据通过某种方式组合和一个字符串，然后通过md5生成一段加密字符串，这段加密字符串就是数据包的签名，可以看一个简单的例子：

str：参数1={参数1}&参数2={参数2}&……&参数n={参数n}$key={用户密钥};
MD5.encrypt(str);

时间戳机制

数据是很容易被抓包的，经过如上的加密，加签处理，就算拿到数据也不能看到真实的数据；但是有不法者不关心真实的数据，而是直接拿到抓取的数据包进行恶意请求；比如常见的DoS攻击，当黑客劫持了请求的url去DoS攻击，每次调用接口时接口都会判断服务器当前系统时间和接口中传的的timestamp的差值，如果这个差值超过某个设置的时间(假如5分钟)，那么这个请求将被拦截掉，如果在设置的超时时间范围内，是不能阻止DoS攻击的。时间戳机制只能减轻DoS攻击的时间，缩短攻击时间。如果黑客修改了时间戳的值可通过sign签名机制来处理。

DoS攻击

DoS是Denial of Service的简称，即拒绝服务，造成DoS的攻击行为被称为DoS攻击，其目的是使计算机或网络无法提供正常的服务。最常见的DoS攻击有计算机网络带宽攻击和连通性攻击。

DoS攻击是指故意的攻击网络协议实现的缺陷或直接通过野蛮手段残忍地耗尽被攻击对象的资源，目的是让目标计算机或网络无法提供正常的服务或资源访问，使目标系统服务系统停止响应甚至崩溃，而在此攻击中并不包括侵入目标服务器或目标网络设备。这些服务资源包括网络带宽，文件系统空间容量，开放的进程或者允许的连接。这种攻击会导致资源的匮乏，无论计算机的处理速度多快、内存容量多大、网络带宽的速度多快都无法避免这种攻击带来的后果。

  • Pingflood: 该攻击在短时间内向目的主机发送大量ping包，造成网络堵塞或主机资源耗尽。
  • Synflood: 该攻击以多个随机的源主机地址向目的主机发送SYN包，而在收到目的主机的SYN ACK后并不回应，这样，目的主机就为这些源主机建立了大量的连接队列，而且由于没有收到ACK一直维护着这些队列，造成了资源的大量消耗而不能向正常请求提供服务。
  • Smurf：该攻击向一个子网的广播地址发一个带有特定请求（如ICMP回应请求）的包，并且将源地址伪装成想要攻击的主机地址。子网上所有主机都回应广播包请求而向被攻击主机发包，使该主机受到攻击。
  • Land-based：攻击者将一个包的源地址和目的地址都设置为目标主机的地址，然后将该包通过IP欺骗的方式发送给被攻击主机，这种包可以造成被攻击主机因试图与自己建立连接而陷入死循环，从而很大程度地降低了系统性能。
  • Ping of Death：根据TCP/IP的规范，一个包的长度最大为65536字节。尽管一个包的长度不能超过65536字节，但是一个包分成的多个片段的叠加却能做到。当一个主机收到了长度大于65536字节的包时，就是受到了Ping of Death攻击，该攻击会造成主机的宕机。
  • Teardrop：IP数据包在网络传递时，数据包可以分成更小的片段。攻击者可以通过发送两段（或者更多）数据包来实现TearDrop攻击。第一个包的偏移量为0，长度为N，第二个包的偏移量小于N。为了合并这些数据段，TCP/IP堆栈会分配超乎寻常的巨大资源，从而造成系统资源的缺乏甚至机器的重新启动。
  • PingSweep：使用ICMP Echo轮询多个主机。

限流机制

本来就是真实的用户，并且开通了appid，但是出现频繁调用接口的情况；这种情况需要给相关appid限流处理，常用的限流算法有令牌桶和漏桶算法；具体的限流机制可以参见这篇文章分布式服务限流实战。

黑、白名单机制

如果此appid进行过很多非法操作，或者说专门有一个中黑系统，经过分析之后直接将此appid列入黑名单，所有请求直接返回错误码；或者我们可以列举了一个IP白名单，只有在白名单列表中的IP才能访问我们的接口，具体白名单可以在Nginx配置文件中配置，也可以在服务内部的配置文件中配置，在服务接口逻辑中做白名单匹配。

数据合法性校验

这个可以说是每个系统都会有的处理机制，只有在数据是合法的情况下才会进行数据处理；每个系统都有自己的验证规则，当然也可能有一些常规性的规则，比如身份证长度和组成，电话号码长度和组成等等。

总结

上面这些只是从大体概念上讲解接口安全性，能让大家在设计对外接口的时候考虑这些问题。具体的设计细节，我们还需要结合项目中的实际场景进行设计。最近肺炎比较严重，走亲戚不方便，还是在家多学习总结，不给医护人员添乱，加油武汉！