Java實現(xiàn)API sign簽名校驗的方法詳解

更新時間：2022年07月12日 11:00:38 作者：TopDuang

為了防止中間人攻擊，有時我們需要進行API sign 簽名校驗。本文將用Java語言實現(xiàn)API sign 簽名校驗，感興趣的小伙伴可以嘗試一下

1. 前言

目的：為防止中間人攻擊。

場景：

項目內(nèi)部前后端調(diào)用，這種場景只需要做普通參數(shù)的簽名校驗和過期請求校驗，目的是為了防止攻擊者劫持請求 url 后非法請求接口。
開放平臺向第三方應(yīng)用提供能力，這種場景除了普通參數(shù)校驗和請求過期校驗外，還要考慮 3d 應(yīng)用的授權(quán)機制，不被授權(quán)的應(yīng)用就算傳入了合法的參數(shù)也不能被允許請求成功。

2. 簽名生成策略

接下來詳述場景 2，其實場景 1 也包含在場景 2 內(nèi)部。

1.舉例請求 url：

http://api.abc.com/a-service/orders?orderType=1001&requestFrom=IOS&pageNum=2&pageSize=10

請求參數(shù)為：

參數(shù)名	位置	備注	舉例
X-Access-Key	header	客戶端授權(quán)碼，服務(wù)端提供，和 accessSecret 配對（場景 1 無此參數(shù)）	app1
X-Access-Token	header	當(dāng)前登錄用戶 token	d7b5808c3f443eb5a496225468c7e4a5
X-UTCTime	header	當(dāng)前發(fā)送請求時的時間	2022-02-16T09:12:43.083Z
X-Random	header	請求隨機數(shù)	341be97d9aff90c9978347f66f945b77
orderType	query	訂單類型	1001
requestFrom	query	訂單來源	IOS
pageNum	query	分頁參數(shù)	10
pageSize	query	分頁參數(shù)	2

2.設(shè)原始參數(shù)為 stringA，stringA 中添加 X-Access-Key、X-UTCTime、X-Random 固定參數(shù)，將 stringA 內(nèi)非空參數(shù)值和 header 的參數(shù)按照參數(shù)名 ASCII 碼從小到大排序（字典序），使用 URL 鍵值對的格式（即 key1=value1&key2=value2…）拼接成字符串 stringB。

注意如下規(guī)則：

參數(shù)名 ASCII 碼從小到大排序（字典序）；
如果參數(shù)的值為空不參與簽名；
參數(shù)名區(qū)分大小寫；
驗證調(diào)用返回或主動通知簽名時，傳送的 sign 參數(shù)不參與簽名，將生成的簽名與該 sign 值作校驗。

// 最終拼接為stringB：
orderType=1001X-UTCTime=2022-02-16T09:12:43.083ZpageSize=10X-Access-Key=app1X-Access-Token=d7b5808c3f443eb5a496225468c7e4a5pageNum=2requestFrom=IOSX-Random=341be97d9aff90c9978347f66f945b77

3.在 stringB 最后拼接上 accessSecret (密鑰) 得到 stringC 字符串，并對 stringC 進行 MD5 運算，得到 sign 值。

// 最后拼上accessSecret得到stringC：
orderType=1001X-UTCTime=2022-02-16T09:12:43.083ZpageSize=10X-Access-Key=app1X-Access-Token=d7b5808c3f443eb5a496225468c7e4a5pageNum=2requestFrom=IOSX-Random=341be97d9aff90c9978347f66f945b77&accessSecret=192006250b4c09247ec02edce69f6a2d
// md5加密得到最終簽名結(jié)果sign：
sign=e1a4907ef03adee3fa8d395552814f4e

4.將原始的請求 url 拼接上 sign 形成最終的請求 url。

http://api.abc.com/a-service/orders?orderType=1001&requestFrom=IOS&pageNum=2&pageSize=10&sign=0f5a3cc534961d129a25d52d7ed8d003

5.最終請求 url 如下：

http://api.abc.com/a-service/orders?orderType=1001&requestFrom=IOS&pageNum=2&pageSize=10&sign=0f5a3cc534961d129a25d52d7ed8d003

參數(shù)名	位置	備注	舉例
X-Access-Key	header	客戶端授權(quán)碼，服務(wù)端提供，和 accessSecret 配對（場景 1 無此參數(shù)）	app1
X-Access-Token	header	當(dāng)前登錄用戶 token	d7b5808c3f443eb5a496225468c7e4a5
X-UTCTime	header	當(dāng)前發(fā)送請求時的時間	2022-02-16T09:12:43.083Z
X-Random	header	請求隨機數(shù)	341be97d9aff90c9978347f66f945b77
orderType	query	訂單類型	1001
requestFrom	query	訂單來源	IOS
pageNum	query	分頁參數(shù)	10
pageSize	query	分頁參數(shù)	2

6.服務(wù)端 gateway 同樣做 sign 簽名加密和校驗，如果校驗不通過則說明請求非法，直接拒絕，通過則下發(fā)到業(yè)務(wù)服務(wù)進行正常請求處理。

3. API 簽名算法 Java 實現(xiàn)

public class SignUtil {

    /**
     * 生成簽名
     *
     * @param accessSecret accessSecret
     * @param url          url
     * @param headers      headers
     * @param body         post的body體
     * @param <T>          body體泛型
     * @return sign
     */
    public static <T> String sign(String accessSecret, String url, Map<String, Object> headers, T body) throws IllegalAccessException {
        Map<String, Object> signMap = new HashMap<>();
        if (headers != null) {
            signMap.putAll(headers);
        }
        Map<String, Object> paramMap = getUrlParams(url);
        if (paramMap != null) {
            signMap.putAll(paramMap);
        }
        Map<String, Object> bodyMap = getBodyParams(body);
        if (bodyMap != null) {
            signMap.putAll(bodyMap);
        }

        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        signMap.forEach((k, v) -> {
            sb.append(k).append("=").append(v).append("&");
        });
        sb.append("accessSecret=").append(accessSecret);
        return stringToMD5(sb.toString());
    }

    private static Map<String, Object> getUrlParams(String url) {
        if (StringUtils.isBlank(url) || !url.contains("?")) {
            return null;
        }
        Map<String, Object> paramMap = new HashMap<>();
        String params = url.split("\\?")[1];
        for (String param : params.split("&")) {
            String[] p = param.split("=");
            paramMap.put(p[0], p[1]);
        }
        return paramMap;
    }

    private static <T> Map<String, Object> getBodyParams(T body) throws IllegalAccessException {
        if (body == null) {
            return null;
        }
        Map<String, Object> bodyMap = new HashMap<>();
        for (Field field : body.getClass().getDeclaredFields()) {
            field.setAccessible(true);
            bodyMap.put(field.getName(), field.get(body));
        }
        return bodyMap;
    }

    private static String stringToMD5(String plainText) {
        byte[] secretBytes = null;
        try {
            secretBytes = MessageDigest.getInstance("md5").digest(
                    plainText.getBytes());
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            throw new RuntimeException("沒有這個md5算法！");
        }

        return new BigInteger(1, secretBytes).toString(16);
    }
}

4. 測試一下

public class App {
    public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException {
        String url = "http://api.abc.com/a-service/orders?orderType=1001&requestFrom=IOS&pageNum=2&pageSize=10";
        Map<String, Object> headerMap = new HashMap<>();
        headerMap.put("X-Access-Key", "app1");
        headerMap.put("X-Access-Token", "d7b5808c3f443eb5a496225468c7e4a5");
        headerMap.put("X-UTCTime", generateDate());
        headerMap.put("X-Random", "341be97d9aff90c9978347f66f945b77");
        BodyVO body = new BodyVO(100000001L, "yangcan", new Date());

        String sign = SignUtil.sign("sdfsdfdsfdsfds", url, headerMap, body);
        System.out.println(sign);
    }

    /**
     * 獲取當(dāng)前時間的UTC格式
     */
    private static String generateDate() {
        Date now = new Date();
        DateFormat format = new SimpleDateFormat("EEE MMM dd HH:mm:ss z yyyy", Locale.US);
        return format.format(now);
    }

    @Data
    @AllArgsConstructor
    public static class BodyVO {
        private Long ycId;
        private String ycName;
        private Date ycTime;
    }
}

輸出：