[网络协议] 接口安全性考虑

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[网络协议]接口安全性考虑

1.接口幂等性设计

说明： 保证数据唯一性不允许有重复的
为什么需要实现幂等性：
在接口调用时一般情况下都能正常返回信息不会重复提交，不过在遇见以下情况时可以就会出现问题，如：

前端重复提交表单：在填写一些表格时候，用户填写完成提交，很多时候会因网络波动没有及时对用户做出提交成功响应，致使用户认为没有成功提交，然后一直点提交按钮，这时就会发生重复提交表单请求。
用户恶意进行刷单：例如在实现用户投票这种功能时，如果用户针对一个用户进行重复提交投票，这样会导致接口接收到用户重复提交的投票信息，这样会使投票结果与事实严重不符。
接口超时重复提交：很多时候 HTTP 客户端工具都默认开启超时重试的机制，尤其是第三方调用接口时候，为了防止网络波动超时等造成的请求失败，都会添加重试机制，导致一个请求提交多次。
消息进行重复消费：当使用 MQ 消息中间件时候，如果发生消息中间件出现错误未及时提交消费信息，导致发生重复消费。

使用幂等性最大的优势在于使接口保证任何幂等性操作，免去因重试等造成系统产生的未知的问题。

在这里插入图片描述

实现方式：

自定义注解防止重复提交
数据库唯一主键
数据库乐观锁

2.防参数篡改

说明： API参数篡改就是恶意人通过抓包的方式获取到请求的接口的参数，通过修改相关的参数，达到欺骗服务器的目的，常用的防止篡改的方式是用签名以及加密的方式。

防御方式：

使用https传输
对参数以某种方式进行加密

3.防重发攻击

说明： 就是把之前窃听到的数据原封不动的被重放或多次重放。

防御方式：
防止重放攻击必须要保证请求仅一次有效
需要通过在请求体中携带当前请求的唯一标识，并且进行签名防止被篡改。
所以防止重放攻击需要建立在防止签名被串改的基础之上

基于timestamp和nonce

微信支付的接口就是这样做的

timestamp的作用
每次HTTP请求，都需要加上timestamp参数，然后把timestamp和其他参数一起进行数字签名。HTTP请求从发出到达服务器一般都不会超过60s，所以服务器收到HTTP请求之后，首先判断时间戳参数与当前时间相比较，是否超过了60s，如果超过了则认为是非法的请求。

一般情况下,从抓包重放请求耗时远远超过了60s，所以此时请求中的timestamp参数已经失效了,如果修改timestamp参数为当前的时间戳，则signature参数对应的数字签名就会失效，因为不知道签名秘钥，没有办法生成新的数字签名。

但这种方式的漏洞也是显而易见的，如果在60s之后进行重放攻击，那就没办法了，所以这种方式不能保证请求仅一次有效

nonce的作用
nonce的意思是仅一次有效的随机字符串，要求每次请求时，该参数要保证不同。我们将每次请求的nonce参数存储到一个“集合”中，每次处理HTTP请求时，首先判断该请求的nonce参数是否在该“集合”中，如果存在则认为是非法请求。

nonce参数在首次请求时，已经被存储到了服务器上的“集合”中，再次发送请求会被识别并拒绝。

nonce参数作为数字签名的一部分，是无法篡改的，因为不知道签名秘钥，没有办法生成新的数字签名。

这种方式也有很大的问题，那就是存储nonce参数的“集合”会越来越大。

nonce的一次性可以解决timestamp参数60s(防止重放攻击)的问题，timestamp可以解决nonce参数“集合”越来越大的问题。

4.防数据信息泄漏

说明： 案例：截获用户登录请求，截获到账号、密码等

防御方式： 参数进行加密传输
如果为了保证更加的安全，可以加上RSA,RSA2，AES等等加密方式，保证了数据的更加的安全，但是唯一的缺点是加密与解密比较耗费CPU的资源.

6.防SQL注入

说明： SQL注入是比较常见的网络攻击方式之一，它不是利用操作系统的BUG来实现攻击，而是针对程序员编程时的疏忽，通过SQL语句，实现无帐号登录，甚至篡改数据库。
比如

public interface UserMapper {
 
	@Select(" SELECT  * FROM user_info where userName=#{userName} and password=${password}")
	public UserEntity login(UserEntity userEntity);
 
}

假设password=“1; drop table user_info”，那就会删掉表了。

防御方式：

普通用户与系统管理员用户的权限要有严格的区分。
使用正则表达式过滤传入的参数
必要的情况下使用专业的漏洞扫描工具来寻找可能被攻击的点。
使用PreparedStatement来代替Statement来执行SQL语句
MyBatis的映射语句时，尽量采用“#{xxx}”这样的格式。若不得不使用“${xxx}”这样的参数，要手工地做好过滤工作，来防止SQL注入攻击。
- MyBatis框架作为一款半自动化的持久层框架，其SQL语句都要我们自己手动编写，这个时候当然需要防止SQL注入。其实，MyBatis的SQL是一个具有“输入+输出”的功能，类似于函数的结构，参考上面的两个例子。其中，parameterType表示了输入的参数类型，resultType表示了输出的参数类型。回应上文，如果我们想防止SQL注入，理所当然地要在输入参数上下功夫。上面代码中使用#的即输入参数在SQL中拼接的部分，传入参数后，打印出执行的SQL语句，会看到SQL是这样的：select id, username, password, role from user where username=? and password=?
  不管输入什么参数，打印出的SQL都是这样的。这是因为MyBatis启用了预编译功能，在SQL执行前，会先将上面的SQL发送给数据库进行编译；执行时，直接使用编译好的SQL，替换占位符“?”就可以了。因为SQL注入只能对编译过程起作用，所以这样的方式就很好地避免了SQL注入的问题。

7.防XSS

说明： JS脚本注入获取用户信息（token等等）

防御方式： 使用特殊字符转换的方式 +过滤器拦截处理

8.防CSRF（Cross Site Request Forgery, 跨站域请求伪造）

说明： 是一种挟制用户在当前已登录的Web应用程序上执行非本意的操作的攻击方法。

简单的说，就是利用浏览器对用户的信任，比如，用户已经登录了ww.aaa.com，自然aaa这个网站就会将用户的登录状态session存在cookie中；然后，aaa.com这个网页有一个对作品点赞的功能，点赞提交地址为 aaa.com/api.like?id=777；这时，另外一个叫www.bbb.com的网站，放了这样一个元素 <imgsrc=“aaa.com/api.like?id=888”>，我们知道，请求静态资源用的是get方法，这样的话，一旦用户进入这个bbb.com页面，就会请求aaa.com这个网站的点赞接口，而且点赞的用户对象是888；最后因为用户的登录信息尚未过期，那就等于给id为888这个作品点赞了，然而，用户并不知情。

防御方式：

后端判断referer是否合法（不推荐）通过HTTP的referer可知道，用户是通过哪个网站发送这个请求的。但是referer的判断并不是好方法，有各种方式可以绕过的方法，具体可见 CSRF 花式绕过Referer技巧
实现限流（1分钟之内接受1000个请求），配置黑名单白名单（如果发现某人恶意请求攻击，屏蔽他的IP）
每次请求带上token

9.Http请求防盗链

说明： 比如A网站有一张图片，被B网站直接通过img标签属性引入，直接盗用A网站图片展示。
如果别人的项目频繁引用我的图片的话别人请求放访问的是我的服务器也会浪费我的宽带。

防御方式： 判断http请求头Referer域中的记录来源的值，如果和当前访问的域名不一致的情况下，说明该图片可能被其他服务器盗用。 Referer字段中记录了访问的来源(浏览器访问链接地址),相当于限制资源（图片、文字）只能在某个域名(限制某个服务器)来源进行访问。

10. 文件上传漏洞

说明： 例如上传木马文件删除某个文件（jsp exe bat）

上传文件漏洞原理： jsp里面有操作文件的代码我上传后然后访问这个jsp 在tomcat环境下执行这个文件执行了就完蛋了。用第三方工具类去判断流

防御方式：
方式一：在上传文件时候一定要使用判断文件流的方式确定是图片不要判断后缀方式获取图片
方式二：静态资源与动态资源分开服务器 Nginx+Tomcat实现动静分离 Nginx存放静态资源没有tomcat环境
方式三：服务器硬盘上不能做删除操作
方式四：权限设置对于目录的操作权限没有
方式五：前端做后缀限制
方式六：服务器上不要有热部署功能。如果我上传class文件。 Java程序就能获取到了。限制 jsp exe 等可执行程序。

11. DOS攻击

说明： 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。

防御方式： 解决这个问题就要用到高防服务器，如果租用高防服务器的话，它的防御能力、访问速度、稳定与否都是首要考虑因素

12. 其他攻击和漏洞

直接异常信息，会给攻击者以提示。可以使用mvc中的工具，把错误码异常等进行封装

HTML注释，会暴露功能，方便攻击。上线时去除注释

文件上传，如果本身功能就是上传文件去执行，那么就有可能执行非常危险的命令。解决方式是，设置文件白名单，限制文件类型，另外还可以重新命名文件，改名为不可执行的

路径遍历，使用相对路径来遍历未开放的目录。方式是将JS,CSS部署在独立的服务器，使用独立域名。其他文件不使用静态URL访问，动态参数不包含文件路径信息。

总结

注意：所有的安全措施都用上的话有时候难免太过复杂，在实际项目中需要根据自身情况作出裁剪，比如可以只使用签名机制就可以保证信息不会被篡改，或者定向提供服务的时候只用Token机制就可以了。如何裁剪，全看项目实际情况和对接口安全性的要求。

攻击与防御一直是对立存在的两面，有新的攻击方式就会有更好的防护方法！在计算机网络方面两者更是通过长期竞争实现共同的进步；任何系统都不是完美的，既然我们不能开发出绝对安全的系统，那我们就要时刻防范各种可能的攻击。出现漏洞及时修复，这样才能保证我们系统的安全与稳定！

主要防御措施可以归纳为两点：

对请求的合法性进行校验
对请求的数据进行校验

防篡改、防重放攻击拦截器(用到了redis)

public class SignAuthInterceptor implements HandlerInterceptor {

    private RedisTemplate<String, String> redisTemplate;

    private String key;

    public SignAuthInterceptor(RedisTemplate<String, String> redisTemplate, String key) {
        this.redisTemplate = redisTemplate;
        this.key = key;
    }

    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request,
                             HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        // 获取时间戳
        String timestamp = request.getHeader("timestamp");
        // 获取随机字符串
        String nonceStr = request.getHeader("nonceStr");
        // 获取签名
        String signature = request.getHeader("signature");

        // 判断时间是否大于xx秒(防止重放攻击)
        long NONCE_STR_TIMEOUT_SECONDS = 60L;
        if (StrUtil.isEmpty(timestamp) || DateUtil.between(DateUtil.date(Long.parseLong(timestamp) * 1000), DateUtil.date(), DateUnit.SECOND) > NONCE_STR_TIMEOUT_SECONDS) {
            throw new BusinessException("invalid  timestamp");
        }

        // 判断该用户的nonceStr参数是否已经在redis中（防止短时间内的重放攻击）
        Boolean haveNonceStr = redisTemplate.hasKey(nonceStr);
        if (StrUtil.isEmpty(nonceStr) || Objects.isNull(haveNonceStr) || haveNonceStr) {
            throw new BusinessException("invalid nonceStr");
        }

        // 对请求头参数进行签名
        if (StrUtil.isEmpty(signature) || !Objects.equals(signature, this.signature(timestamp, nonceStr, request))) {
            throw new BusinessException("invalid signature");
        }

        // 将本次用户请求的nonceStr参数存到redis中设置xx秒后自动删除
        redisTemplate.opsForValue().set(nonceStr, nonceStr, NONCE_STR_TIMEOUT_SECONDS, TimeUnit.SECONDS);

        return true;
    }

    private String signature(String timestamp, String nonceStr, HttpServletRequest request) throws UnsupportedEncodingException {
        Map<String, Object> params = new HashMap<>(16);
        Enumeration<String> enumeration = request.getParameterNames();
        if (enumeration.hasMoreElements()) {
            String name = enumeration.nextElement();
            String value = request.getParameter(name);
            params.put(name, URLEncoder.encode(value, CommonConstants.UTF_8));
        }
        String qs = String.format("%s×tamp=%s&nonceStr=%s&key=%s", this.sortQueryParamString(params), timestamp, nonceStr, key);
        log.info("qs:{}", qs);
        String sign = SecureUtil.md5(qs).toLowerCase();
        log.info("sign:{}", sign);
        return sign;
    }

    /**
     * 按照字母顺序进行升序排序
     *
     * @param params 请求参数 。注意请求参数中不能包含key
     * @return 排序后结果
     */
    private String sortQueryParamString(Map<String, Object> params) {
        List<String> listKeys = Lists.newArrayList(params.keySet());
        Collections.sort(listKeys);
        StrBuilder content = StrBuilder.create();
        for (String param : listKeys) {
            content.append(param).append("=").append(params.get(param).toString()).append("&");
        }
        if (content.length() > 0) {
            return content.subString(0, content.length() - 1);
        }
        return content.toString();
    }
}