23.3 接口的安全控制规范

23.2节的示例实现了一个简单接口，但是这个接口此时是在“裸奔”的。因为这个接口所有人都可以请求，不仅我们的客户端可以正常访问数据，如果有人使用如fiddler、wireshark等抓包工具，就很容易获取这个API地址，可以随意地请求获取或篡改我们的数据，这很显然是不安全的。因此，在设计接口时必须加上安全控制这一环节。

23.3.1 API安全控制原则

由于Web API是基于互联网的应用，因此对安全性的要求远比在本地访问数据库严格得多。一般通用的做法是，采用参数加密签名方式传递，即在传递参数时，增加一个加密签名，在服务器端验证签名内容，防止被篡改。对一般的接口访问，只需要使用用户身份的token进行校验，只有检查通过才允许访问数据。API常用的安全控制原则有以下几种：

(1)使用用户名密码。这种方式比较简单，可以有效识别用户的身份(如用户信息、密码，或者相关的接口权限等)。验证成功后，返回相关的数据。

(2)使用安全签名。这种方式提交的数据，URL的连接参数是要经过一定规则的安全加密的，服务器收到数据后也经过同样的规则进行安全加密，确认数据没有被中途篡改后，再进行数据的修改处理。因此，我们可以为不同客户端，如Web、App等不同接入方式指定不同的密钥，但是密钥是双方约定的，并不在网络连接上传输，连接传输的一般是接入的“key”，服务器通过这个“key”来进行签名参数的加密对比。目前，微信后台的回调处理机制，采用的就是这种方法。

(3)公开的接口调用，不需要传入用户令牌，或者对参数进行加密签名，这种接口一般较少，只是提供一些很常规的数据显示而已。

23.3.2 API安全控制简单实现步骤

API的安全控制方法有很多，可以根据项目自身的情况定制一些方法，也可以借鉴一些大的平台处理接口的算法。本节通过一些简单的控制方式，来一步步实现API的安全访问控制。

1．增加时间戳参数

首先，我们在API的URL中添加一个时间戳参数，如“timestamp”，要求请求的客户端在请求接口的时候必须添加此参数。如果在请求的时候没有该参数，就不返回数据。另外，通过时间戳参数，也可以限制请求接口必须要在某个时间段内完成，即便有人发现了接口地址，也只能使用一段时间。加入时间戳参数后，请求接口的URL地址格式如下所示：

https://localhost/userapi.php?id=1&timestamp=1519552181

修改上例中的userclient.php文件，分别使用get()方法请求两次userapi.php接口，一次在URL加上“timestamp”参数，一次不加该参数。修改后代码片段如下所示：

同样地，修改userapi.php接口文件，判断在请求接口时，请求的URL中是否带有“timestamp”参数，并且限制该URL只能在5分钟内有效。修改后的代码片段如下所示：

运行的结果如图23-8所示。

图23-8 测试请求API的URL参数带有时间戳的结果

虽然我们实现了客户端软件在请求API时需要添加“timestamp”参数才能获取数据，但这样依然不能防止别人获取我们的数据，因为通过抓包工具依然是可以看到地址的，所以别人也可以添加 “timestamp”参数请求我们的接口。限时访问也只能瞒得过一般的程序员，稍微细心的程序员就会发现这个规律，他可以生成当前的时间戳，然后模拟参数发送请求来获取数据。

2. 增加签名参数

在发送API调用请求时，为了确保客户端应用与API服务器之间的安全通信，防止盗用URL、数据篡改等恶意攻击行为，在API验证规则中可以使用参数签名机制。过程是客户端应用在调用API之前，需要通过算法计算一个加密的签名，并追加到请求参数中，参数名可以为“sign”。API服务器在接收到请求时，使用同样的算法重新计算签名，并判断其值是否与应用传递来的“sign”参数值一致，以此判定当前API调用请求是否是被第三方伪造或篡改的。

签名的算法很多，本节模拟支付宝的签名算法。例如，制定一个规则，将所有URL的参数提取出来，然后根据参数名进行排序，再将排序后的数组拼接成字符串，最后对该字符串进行 md5或sha1加密(建议使用sha1)后得到“sign”。例如，当前我们的URL 如下所示：

http://localhost/userapi.php?id=1&timestamp=1527068730

(1)得到参数数组：['timestamp'=> 1527068730, 'id'=>100]。

(2)键名根据 ASCII 码进行排序后：['id'=>100, 'timestamp'=> 1527068730]。

(3)组合成字符串：id=100timestamp=1527068730。

(4)使用sha1()函数加密得到fd8cc3348652b9cbf2714689ab7ee9105da67cf4。

客户端和API服务器端签名的计算方法相同，计算后的请求URL地址如下所示：

http://localhost/userapi.php?id=1&timestamp=1527068730&sign=fd8cc3348652b9cbf2714689ab7ee9105da67cf4

继续修改上例中的userclient.php文件，再分别使用get()方法请求3次userapi.php接口，第一次没有添加“sign”参数，第二次使用错误的“sign”参数，第三次使用全部正确的参数。并通过上面的算法生成“sign”参数。修改后代码片段如下所示：

同样地，修改userapi.php接口文件，判断在请求接口时，请求的URL是否带有“sign”参数，和客户端使用相同的算法计算签名，并和URL中接收到的客户端“sign”参数进行匹配，如果相同则返回数据，如果不同则可能被篡改，返回错误消息。修改后代码片段如下所示：

运行的结果如图23-9所示：

图23-9 测试请求API的URL参数带有sign的结果

通过签名参数，能大大提高接口的安全性，其他人不能随意地请求接口。虽然有人也可以抓取接口地址，但是也只能获取这一条数据，不能请求别的数据。例如，有人抓取了上例中的这个接口地址，它只能获取ID为1的文章。并且5分钟的时间内，它无法通过修改参数来获取ID为100的文章，因为一旦参数变化，“sign”参数校验就会失败。支付宝接口就是这样做的，避免交易金额随便被更改。

3. 引入token

虽然通过添加“时间戳”和“签名”参数，接口相对比较安全了，但是还是有隐患，如果别人知道了加密规则(当然规则可以变化，如倒序排序，或双层sha1加密等)，采用相同的规则加密参数得到“sign”，就能接着获取其他的数据了。所以，需要再引入另一个元素“token”，它是一个约定值，相当于“暗号”，其实就是只有客户端和服务器端知道的一个随机字符串。当然这个“token”字符串在客户端用户那里是不可见的，如果客户端是App，代码是编译过的，客户端使用PHP程序，在服务器上不会传给用户。引入“token”只需要将这个随机的字符串加入sign 的计算中，就能再次提高接口的安全性。 继续修改上例中的userclient.php文件，引入“token”进入签名运算。修改后代码片段如下所示：

继续修改上例中的userapi.php文件，同样引入相同内容的“token”进入签名运算中。修改后代码片段如下所示：

再次运行后，和上例运行得到的结果相同。到此为止，我们的接口已经变得比较的安全了，其他人想要请求我们的接口，就必须知道我们的签名加密规则和随机的“token”字符串，这个可能性就太低了。