超详细！完整版！基于spring对外开放接口的签名认证方案(拦截器方式)

2024-03-20 16:40:02 分类：后端 热度：380 评论： 0

超详细！完整版！基于spring对外开放接口的签名认证方案(拦截器方式)

1、场景

由于项目需要开发第三方接口给多个供应商，为保证Api接口的安全性，遂采用Api接口签名验证。

2、接口防御措施

  1. 请求发起时间得在限制范围内
  2. 请求的用户是否真实存在
  3. 是否存在重复请求
  4. 请求参数是否被篡改

3、签名认证逻辑

1、服务端生成一对 a***essKey/secretKey密钥对，将 a***essKey公开给客户端，将 secretKey 保密。

2、客户端使用 secretKey和一些请求参数(如时间戳、请求内容等)，使用 MD5 算法生成签名。

3、客户端将 a***essKey、签名和请求参数一起发送给服务端。

4、服务端使用 和收到的请求参数，使用 MD5 算法生成签名。

5、服务端比较客户端发来的签名和自己生成的签名是否相同，如果相同，则认为请求是可信的，否则认为请求是不可信的。
secretKey不进行网络传输，只用于本地MD5运算

4、签名算法规则

计算步骤
用于计算签名的参数在不同接口之间会有差异，但算法过程固定如下4个步骤。
将<key, value>请求参数对按key进行字典升序排序，得到有序的参数对列表N
将列表N中的参数对按URL键值对的格式拼接成字符串，得到字符串T（如：key1=value1&key2=value2），URL键值拼接过程value部分需要URL编码，URL编码算法用大写字母，例如%E8，而不是小写%e8
将应用密钥以app_key为键名，组成URL键值拼接到字符串T末尾，得到字符串S（如：key1=value1&key2=value2&app_key=密钥)
对字符串S进行MD5运算，将得到的MD5值所有字符转换成大写，得到接口请求签名

注意事项
不同接口要求的参数对不一样，计算签名使用的参数对也不一样
参数名区分大小写，参数值为空不参与签名
URL键值拼接过程value部分需要URL编码

5、代码示例

1、sign工具类

java">public class SignUtil {

    /**
     * 签名算法
     * 1. 计算步骤
     * 用于计算签名的参数在不同接口之间会有差异，但算法过程固定如下4个步骤。
     * 将<key, value>请求参数对按key进行字典升序排序，得到有序的参数对列表N
     * 将列表N中的参数对按URL键值对的格式拼接成字符串，得到字符串T（如：key1=value1&key2=value2），URL键值拼接过程value部分需要URL编码，URL编码算法用大写字母，例如%E8，而不是小写%e8
     * 将应用密钥以app_key为键名，组成URL键值拼接到字符串T末尾，得到字符串S（如：key1=value1&key2=value2&app_key=密钥)
     * 对字符串S进行MD5运算，将得到的MD5值所有字符转换成大写，得到接口请求签名
     * 2. 注意事项
     * 不同接口要求的参数对不一样，计算签名使用的参数对也不一样
     * 参数名区分大小写，参数值为空不参与签名
     * URL键值拼接过程value部分需要URL编码
     * @return 签名字符串
     */
    private static String getSign(Map<String, Object> map, String secretKey) {
        List<Map.Entry<String, Object>> infoIds = new ArrayList<>(map.entrySet());
        Collections.sort(infoIds, new ***parator<Map.Entry<String, Object>>() {
            public int ***pare(Map.Entry<String, Object> arg0, Map.Entry<String, Object> arg1) {
                return (arg0.getKey()).***pareTo(arg1.getKey());
            }
        });
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        for (Map.Entry<String, Object> m : infoIds) {
            if(null == m.getValue() || StringUtils.isNotBlank(m.getValue().toString())){
                sb.append(m.getKey()).append("=").append(URLUtil.encodeAll(m.getValue().toString())).append("&");
            }
        }
        sb.append("secret-key=").append(secretKey);
        return MD5.create().digestHex(sb.toString()).toUpperCase();
    }


    //获取随机值
    private static String getNonceStr(int length){
        //生成随机字符串
        String str="zxcvbnmlkjhgfdsaqwertyuiopQWERTYUIOPASDFGHJKLZXCVBNM1234567890";
        Random random=new Random();
        StringBuffer randomStr=new StringBuffer();
        // 设置生成字符串的长度，用于循环
        for(int i=0; i<length; ++i){
            //从62个的数字或字母中选择
            int number=random.nextInt(62);
            //将产生的数字通过length次承载到sb中
            randomStr.append(str.charAt(number));
        }
        return randomStr.toString();
    }
    //签名验证方法
    public static boolean signValidate(Map<String, Object> map,String secretKey,String sign){
        String mySign = getSign(map,secretKey);
        return mySign.equals(sign);
    }
}

2、定义拦截器

@Configuration
public class SignInterceptorConfig implements WebMv***onfigurer {

    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(signInterceptor())
                .addPathPatterns("/openapi/**");//只拦截openapi前缀的接口
    }
	//交给spring管理 SignInterceptor bean 
	//不然下边 private OpenApiApplyMapper applyMapper;注入为null
    @Bean
    public SignInterceptor signInterceptor(){
        return new SignInterceptor();
    }

}

3、生成a***essKey、secretKey 工具类

public class KeyGenerator {
    private static final int KEY_LENGTH = 32; // 指定生成的key长度为32字节

    public static String generateA***essKey() {
        SecureRandom random = new SecureRandom();
        byte[] bytes = new byte[KEY_LENGTH / 2]; // 生成的字节数要除以2
        random.nextBytes(bytes);
        return Base64.getEncoder().encodeToString(bytes).replace("/", "").replace("+", "").substring(0, 20);
    }

    public static String generateSecretKey() {
        SecureRandom random = new SecureRandom();
        byte[] bytes = new byte[KEY_LENGTH];
        random.nextBytes(bytes);
        return Base64.getEncoder().encodeToString(bytes).replace("/", "").replace("+", "").substring(0, 40);
    }
}

4、signInterceptor类

public class SignInterceptor implements HandlerInterceptor {

    private static final String A***ESSKEY = "a***ess-key";//调用者身份唯一标识
    private static final String TIMESTAMP = "time-stamp";//时间戳
    private static final String SIGN = "sign";//签名
    private static final String NONCE = "nonce";//随机值


    @Resource
    private OpenApiApplyMapper applyMapper;


    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        if(checkSign(request, response)){//签名认证
            return HandlerInterceptor.super.preHandle(request, response, handler);
        }
        return false;
    }

    /**
     * 验证签名
     * @param request
     * @param response
     * @return
     * @throws Exception
     */
    private boolean checkSign(HttpServletRequest request,HttpServletResponse response)throws Exception {
        response.setContentType("application/json");
        response.setCharacterEncoding("utf8");
        String ip = IPUtils.getIpAddr(request);
        FzyLogUtil.infoSafe("开放接口", "访问时间:" + LocalDateTime.now() + ",IP:" + ip + ",访问接口:" + request.getRequestURL());
        String a***essKey = request.getHeader(A***ESSKEY);
        String timestamp = request.getHeader(TIMESTAMP);
        String nonce = request.getHeader(NONCE);
        String sign = request.getHeader(SIGN);
        if (!StringUtils.isNotBlank(a***essKey)) {
            response.getWriter().write(JSON.toJSONString(ResultUtil.fail("a***essKey无效")));
            FzyLogUtil.errorSafe("开放接口请求失败", "时间:" + LocalDateTime.now() + ",IP:" + ip + ",访问接口:" + request.getRequestURL() + "错误信息:a***essKey无效");
            return false;
        }
        if (StringUtils.isBlank(sign)) {
            response.getWriter().write(JSON.toJSONString(ResultUtil.fail("签名无效")));
            FzyLogUtil.errorSafe("开放接口请求失败", "时间:" + LocalDateTime.now() + ",IP:" + ip + ",访问接口:" + request.getRequestURL() + "错误信息:签名无效");
            return false;
        }
        OpenApiDetailDO openApiDetailDO = applyMapper.selectOneByA***essKey(a***essKey);
        if (openApiDetailDO == null) {
            response.getWriter().write(JSON.toJSONString(ResultUtil.fail("a***essKey不存在")));
            FzyLogUtil.errorSafe("开放接口请求失败", "时间:" + LocalDateTime.now() + ",IP:" + ip + ",访问接口:" + request.getRequestURL() + "错误信息:a***essKey不存在");
            return false;
        }
        if (StringUtils.isNotBlank(openApiDetailDO.getBlackList())) {
            for (String bIp : openApiDetailDO.getBlackList().split(",")) {
                if (bIp.equals(ip)) {//黑名单
                    response.getWriter().write(JSON.toJSONString(ResultUtil.fail("拒绝请求")));
                    FzyLogUtil.errorSafe("开放接口请求失败", "时间:" + LocalDateTime.now() + ",IP:" + ip + ",访问接口:" + request.getRequestURL() + "错误信息:黑名单拒绝请求");
                    return false;
                }
            }
        }
        if (StringUtils.isNotBlank(openApiDetailDO.getWhiteList())) {
            boolean flag = false;
            for (String bIp : openApiDetailDO.getWhiteList().split(",")) {
                if (bIp.equals(ip)) {//白名单
                    flag = true;
                    break;
                }
            }
            if(!flag){
                response.getWriter().write(JSON.toJSONString(ResultUtil.fail("拒绝请求")));
                FzyLogUtil.errorSafe("开放接口请求失败", "时间:" + LocalDateTime.now() + ",IP:" + ip + ",访问接口:" + request.getRequestURL() + "错误信息:白名单未符合拒绝请求");
                return false;
            }
        }

        if ("0".equals(openApiDetailDO.getInvokeStatus() + "")) {
            response.getWriter().write(JSON.toJSONString(ResultUtil.fail("访问权限已被冻结")));
            FzyLogUtil.errorSafe("开放接口请求失败", "时间:" + LocalDateTime.now() + ",IP:" + ip + ",访问接口:" + request.getRequestURL() + "错误信息:访问权限已被冻结");
            return false;
        }
        if (!"1".equals(openApiDetailDO.getApiStatus() + "")) {
            response.getWriter().write(JSON.toJSONString(ResultUtil.fail("接口异常,暂停访问")));
            FzyLogUtil.errorSafe("开放接口请求失败", "时间:" + LocalDateTime.now() + ",IP:" + ip + ",访问接口:" + request.getRequestURL() + "错误信息:接口异常,暂停访问");
            return false;
        }

        if (!StringUtils.isNotBlank(timestamp)) {
            response.getWriter().write(JSON.toJSONString(ResultUtil.fail("时间戳无效")));
            FzyLogUtil.errorSafe("开放接口请求失败", "时间:" + LocalDateTime.now() + ",IP:" + ip + ",访问接口:" + request.getRequestURL() + "错误信息:时间戳无效");
            return false;
        } else if (openApiDetailDO.getTimeOut() != null) {
            if (System.currentTimeMillis() - Long.valueOf(timestamp) > openApiDetailDO.getTimeOut() * 1000) {
                response.getWriter().write(JSON.toJSONString(ResultUtil.fail("请求已过期")));
                FzyLogUtil.errorSafe("开放接口请求失败", "时间:" + LocalDateTime.now() + ",IP:" + ip + ",访问接口:" + request.getRequestURL() + "错误信息:请求已过期");
                return false;
            }
            ;
        }
        Map<String, Object> hashMap = new HashMap<>();
        String queryStrings = request.getQueryString();//获取url后边拼接的参数
        if (queryStrings != null) {
            for (String queryString : queryStrings.split("&")) {
                String[] param = queryString.split("=");
                if (param.length == 2) {
                    hashMap.put(param[0], param[1]);
                }
            }
        }
        hashMap.put(A***ESSKEY, a***essKey);
        hashMap.put(TIMESTAMP, timestamp);
        if (StringUtils.isNotBlank(nonce)) {
            hashMap.put(NONCE, nonce);
        }
        String secretKey = openApiDetailDO.getSecretKey();
        String body = new RequestWrapper(request).getBody();
        if (StringUtils.isNotBlank(body)) {
            Map<String, Object> map = JSON.parseObject(body);
            if (map != null) {
                hashMap.putAll(map);
            }
        }
        if (!SignUtil.signValidate(hashMap, secretKey, sign)) {//认证失败
            response.getWriter().write(JSON.toJSONString(ResultUtil.fail("认证失败")));
            FzyLogUtil.errorSafe("开放接口请求失败", "时间:" + LocalDateTime.now() + ",IP:" + ip + ",访问接口:" + request.getRequestURL() + "错误信息:认证失败");
            return false;
        }
        return true;
    }
}

5、SignInterceptor 获取body里参数后，接口的controller会获取不到body的参数了，会报错

通过过滤器解决

@***ponent
@WebFilter(filterName = "HttpServletRequestFilter", urlPatterns = "/")
@Order(10000)
public class HttpServletRequestFilter implements Filter {
    @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {

    }

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {
        HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) servletRequest;
        String contentType = request.getContentType();
        String method = "multipart/form-data";

        if (contentType != null && contentType.contains(method)) {
            // 将转化后的 request 放入过滤链中
            request = new StandardServletMultipartResolver().resolveMultipart(request);
        }
        request = new RequestWrapper((HttpServletRequest) servletRequest);
        //获取请求中的流如何，将取出来的字符串，再次转换成流，然后把它放入到新request对象中
        // 在chain.doFiler方法中传递新的request对象
        if(null == request) {
            filterChain.doFilter(servletRequest, servletResponse);
        } else {
            filterChain.doFilter(request, servletResponse);
        }
    }

    @Override
    public void destroy() {

    }
}
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