今天接手了一個Spring Boot的後端項目，裡面主要是一些給移動端用的接口，整個項目的框架、包括前後端的交互格式之類的東西都已經由老大定義好了，我直接進行開發就行。
不像以前普通的網頁端接口，前端直接把數據傳到後端，後端業務處理完畢後再把數據返回，這次這個項目的所有接口都是經過加密處理的，好像既有AES對稱加密算法、又有RSA非對稱加密算法在裡面，反正早上一開始老大給我講項目架構的時候我是沒聽太懂。
到了中午吃飯的時候，我趁機纏著老大給我講解了一下他接口加密的設計思想。
接口為什麼要加密？
我問老大：“我們APP需要先登錄才能使用，後端接口也有做鑑權，接口加密不是多此一舉嗎？”
老大搖了搖頭說，APP調用的接口都是暴露在外的，別人一抓包就能拿到接口地址，再直接請求接口地址就能繞過我們的APP拿到數據，登錄、鑑權只是最基本的措施，接口加密之後，這樣就算別人抓包，看到的請求參數和返回數據都是加密後的密文，我們項目中使用AES對稱加密算法來加密數據。
我似懂非懂的點點頭，見我點頭，老大反過來問我：“那你說說使用RSA非對稱加密算法的目的是什麼？”
我只得擺出一副黑人問號臉……
老大白了我一眼說，使用RSA算法目的一是拿公鑰加密AES的密鑰，二是拿私鑰對數據進行簽名，可以起到防篡改、防抵賴的作用。
防篡改？防抵賴？聽完我繼續黑人問號臉……
老大說給你舉個例子就明白了，孫楊知道吧？最近挺火那個，新聞上說他抗拒藥檢的原因是對藥檢人員的資質存在疑問，說白了就是他不相信藥檢工作人員的身份，那麼這個雙方的身份信任問題，其實就跟我們前後端接口通信需要首先確認對方身份一樣，可以通過RSA算法來解決。
- 首先我們為世界反興奮劑機構官方生成一對RSA密鑰對，私鑰由機構秘密持有，公鑰將公佈給孫楊在內的所有運動員，然後機構官方使用私鑰為藥檢工作人員的資質證書進行簽名（相當於蓋上官方機構的章）
- 當藥檢工作人員需要對孫楊進行藥檢時，首先出示已經簽名過的資質證書，此時孫楊可以拿機構官方公佈的公鑰對簽名進行校驗，如果簽名校驗通過則可以證明資質證書確實是由官方簽發的，藥檢人員身份沒有問題；如果簽名校驗失敗則證明資質證書是偽造的，藥檢人員身份存在問題
我正要繼續再問點什麼，老大看著碗裡的飯吞了吞口水對我說：“我飯都涼了，要不你先自己看看代碼？”
我：……
好在經過我一下午努力，總算弄明白了整個接口加密通信的流程，下面我們一起來了解一下吧。
AES對稱加密算法示意圖
首先簡單介紹一下AES對稱加密，我畫了一張AES加密算法的草圖（大家湊合看吧）：
發送方使用密鑰將明文進行AES加密，將密文和密鑰傳給接收方，接收方使用同樣的密鑰對密文進行AES解密，得到明文。
RSA非對稱加密算法示意圖
接著我再簡單介紹一下RSA非對稱加密，我又畫了一張RSA加密算法的草圖：
首先接收方生成一對RSA密鑰（公鑰、私鑰），公鑰公開給發送方，私鑰自己保留；發送方使用公鑰將明文加密得到密文，將密文發送給接收方，接收方使用私鑰將密文解密得到明文。同樣的，接收方也可以使用私鑰對數據進行簽名後回傳給發送方，發送方可以使用公鑰來驗證簽名，從而判斷數據是否來自接收方。
AES+RSA配合實現接口加密，完整流程圖
首先看一下從客戶端請求開始，到服務端解密的一整套流程：
看起來還不錯吧？下面我們一起來看看怎麼實現的吧。正式開始前，首先介紹一下前期的準備工作：
- 服務端生成RSA密鑰對（公鑰、私鑰），公鑰下發給所有客戶端、私鑰自己持有
- 客戶端生成RSA密鑰對（公鑰、私鑰），公鑰提交到服務端保存、私鑰自己持有
客戶端發送請求加密流程
首先介紹一下客戶端發送一次請求完整的流程：
- 隨機生成一個固定長度的用於AES加密的密鑰
- 使用服務端的RSA公鑰對AES密鑰明文進行加密生成AES密鑰密文
- 使用AES密鑰明文對參數明文進行AES加密生成參數密文
- 生成請求時間戳
- 生成固定長度的隨機字符串
- 將參數密文、AES密鑰密文、時間戳、隨機字符串進行MD5計算，得到md5值
- 使用RSA私鑰對md5值簽名，得到簽名值
- 最後將參數密文、AES密鑰密文、時間戳、隨機字符串、簽名值一起發送到服務端
服務端解密流程：
再來看一下服務端接收到數據後的揭秘流程：
- 比較請求時間戳與當前時間戳差值是否在系統設置的超時時間內，超過則認為請求過期
- 從緩存查找隨機字符串是否已存在，如果已存在則認為是一次重複請求，不存在則將該隨機字符串放入緩存
- 將參數密文、AES密鑰密文、時間戳、隨機字符串進行MD5計算，得到md5值
- 使用客戶端RSA公鑰驗證簽名是否來自合法授權的客戶端，防止非法客戶端篡改數據
- 使用自己的RSA私鑰解密AES密鑰密文，得到AES密鑰明文
- 使用ES密鑰明文解密參數密文得到參數明文
- 使用aesKey解密encryptParams得到明文參數
- 進行正常的業務處理流程
- 返回數據加密流程與客戶端一致，直接使用客戶端的AES密鑰即可。
彩蛋
有眼尖的小夥伴有可能已經發現了，上面的例子中還夾雜了一些時間戳、隨機字符串概念在裡面，這些參數都有什麼用呢？這些懸念就留到下一篇裡揭曉吧。下一篇將會是實戰篇，我會基於Spring Boot項目，通過自定義註解的方式來實現接口的自動加解密。
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