Java实现API sign签名校验的方法详解-Java开发

为了防止中间人攻击，有时我们需要进行APIsign签名校验。本文将用Java语言实现APIsign签名校验，感兴趣的小伙伴可以尝试一下

1. 前言

目的：为防止中间人攻击。

场景：

项目内部前后端调用，这种场景只需要做普通参数的签名校验和过期请求校验，目的是为了防止攻击者劫持请求 url 后非法请求接口。
开放平台向第三方应用提供能力，这种场景除了普通参数校验和请求过期校验外，还要考虑 3d 应用的授权机制，不被授权的应用就算传入了合法的参数也不能被允许请求成功。

2. 签名生成策略

接下来详述场景 2，其实场景 1 也包含在场景 2 内部。

1.举例请求 url：

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

请求参数为：

参数名	位置	备注	举例
X-Access-Key	header	客户端授权码，服务端提供，和 accessSecret 配对（场景 1 无此参数）	app1
X-Access-Token	header	当前登录用户 token	d7b5808c3f443eb5a496225468c7e4a5
X-UTCTime	header	当前发送请求时的时间	2022-02-16T09:12:43.083Z
X-Random	header	请求随机数	341be97d9aff90c9978347f66f945b77
orderType	query	订单类型	1001
requestFrom	query	订单来源	IOS
pageNum	query	分页参数	10
pageSize	query	分页参数	2

2.设原始参数为 stringA，stringA 中添加 X-Access-Key、X-UTCTime、X-Random 固定参数，将 stringA 内非空参数值和 header 的参数按照参数名 ASCII 码从小到大排序（字典序），使用 URL 键值对的格式（即 key1=value1&key2=value2…）拼接成字符串 stringB。

注意如下规则：

参数名 ASCII 码从小到大排序（字典序）；
如果参数的值为空不参与签名；
参数名区分大小写；
验证调用返回或主动通知签名时，传送的 sign 参数不参与签名，将生成的签名与该 sign 值作校验。

// 最终拼接为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 (密钥) 得到 stringC 字符串，并对 stringC 进行 MD5 运算，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加密得到最终签名结果sign：
sign=e1a4907ef03adee3fa8d395552814f4e

4.将原始的请求 url 拼接上 sign 形成最终的请求 url。

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

5.最终请求 url 如下：

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

参数名	位置	备注	举例
X-Access-Key	header	客户端授权码，服务端提供，和 accessSecret 配对（场景 1 无此参数）	app1
X-Access-Token	header	当前登录用户 token	d7b5808c3f443eb5a496225468c7e4a5
X-UTCTime	header	当前发送请求时的时间	2022-02-16T09:12:43.083Z
X-Random	header	请求随机数	341be97d9aff90c9978347f66f945b77
orderType	query	订单类型	1001
requestFrom	query	订单来源	IOS
pageNum	query	分页参数	10
pageSize	query	分页参数	2

6.服务端 gateway 同样做 sign 签名加密和校验，如果校验不通过则说明请求非法，直接拒绝，通过则下发到业务服务进行正常请求处理。

3. API 签名算法 Java 实现

public class SignUtil {

    /**
     * 生成签名
     *
     * @param accessSecret accessSecret
     * @param url          url
     * @param headers      headers
     * @param body         post的body体
     * @param <T>          body体泛型
     * @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("没有这个md5算法！");
        }

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

4. 测试一下

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);
    }

    /**
     * 获取当前时间的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;
    }
}

输出：