第十节：进一步扩展两种安全校验方式

一. 简介

简介： 上一节中，主要介绍了JWT校验，它是无状态的，是基于Token校验的一种升级，它适用的范围很广泛，APP、JS前端、后台等等客户端调用服务器端的校验。本节补充几种后台接口的校验方式，它主要适用于后台代码的调用，不适合JS、APP等客户端直接调用。

　　PS：在一些对接一些银行接口或者一些支付接口，通常会提到这么几个名词：

　　(1). 根据参数名正序排序、根据参数名的ASCII码排序。

　　(2). appKey和appSecret，通常appKey是要当做参数进行传递，appSecret用于Sign值的计算（通常拼接后用MD5加密），有的让你 MD5(拼接参数)，然后再和appSecret拼接一块，有的直接吧appSecret和其它参数按照一定规则直接拼接，最后进行MD5加密。

1. 根据参数名正序排序

eg：参数名分别为appKey、abp、userName、userPwd，排序先根据首字母排序，首字母相同，看第二个字母，依次类推，所以排序的结果为：abp、appkey、userName、userPwd，我们最终想拼接的字符串的形式为：【abp=hh&appkey=hh&userName=hh&userPwd=hh】

代码分享：

借助orderBy和Select可以实现正序排序，然后利用Join方法进行拼接

       [HttpGet]
        public string TestParamZx()
        {
            Dictionary<string, string> dics = new Dictionary<string, string>();
            dics.Add("abp", "hh");
            dics.Add("appkey", "hh");
            dics.Add("useName", "hh");
            dics.Add("userPwd", "hh");
            //根据名称正序排序 拿出来key和value，中间用=拼接
            var param = dics.OrderBy(u => u.Key).Select(u => u.Key + "=" + u.Value);
            //将param中的集合遍历用&拼接成字符串
            var finalParam = string.Join("&", param);
            return finalParam;
        }

结果：

2. 根据参数名的ASCII码由小到大排序

 eg：参数名分别为1、2、A、a、B、b，根据其ASCII排序，所以排序的结果为：1、2、A、B、a、b，我们最终想拼接的字符串的形式为：【1=hh&2=hh&A=hh&B=hh&a=hh&b=hh】

代码分享：

这里不能直接借助orderBy和Select可以实现ASCII排序，需要对orderBy利用CompareOrdinal进行改造，  然后利用Join方法进行拼接

        [HttpGet]
        public string TestParamASCII()
        {
            Dictionary<string, string> dics = new Dictionary<string, string>();
            dics.Add("1", "hh");
            dics.Add("2", "hh");
            dics.Add("A", "hh");
            dics.Add("a", "hh");
            dics.Add("B", "hh");
            dics.Add("b", "hh");
            var finalParam = GetParamSrc(dics);
            return finalParam;
        }

        /// <summary>
        /// 参数按照参数名ASCII码从小到大排序（字典序）
        /// </summary>
        /// <param name="paramsMap"></param>
        /// <returns></returns>
        public static string GetParamSrc(Dictionary<string, string> paramsMap)
        {
            //繁琐写法
            //var vDic = paramsMap.OrderBy(x => x.Key, new ComparerString()).ToDictionary(x => x.Key, y => y.Value);
            //StringBuilder str = new StringBuilder();
            //foreach (KeyValuePair<string, string> kv in vDic)
            //{
            //    string pkey = kv.Key;
            //    string pvalue = kv.Value;
            //    str.Append(pkey + "=" + pvalue + "&");
            //}
            //string result = str.ToString().Substring(0, str.ToString().Length - 1);
            //return result;

            //简介写法
            return string.Join("&", paramsMap.OrderBy(x => x.Key, new ComparerString()).Select(u => u.Key + "=" + u.Value));
        }
        public class ComparerString : IComparer<String>
        {
            public int Compare(String x, String y)
            {
                return string.CompareOrdinal(x, y);
            }
        } 

结果：

 

二. 扩展算法1

1.前提

　　有appKey、appSecret、sign这么几个参数，appKey和appSecret事先存在数据库里，且一一对应，服务商只把appKey和appSecret分发给调用者,调用者采用Get请求的方式，除了传递参数外，需要在报文头中传递appKey和sign这两个参数，其中sign的计算方法为把所有的参数的参数名按照正序排序，然后再和appSecret拼接起来，一起计算MD5值，

即 MD5(a+b+c..+appSecret) → MD5("goodId=001&money=150&appSecret=0806")

服务器端验证：见CheckPer1.cs 服务器端调用见：SDKClient类

PS：这里也可以改成按照参数名的ASCII由小到大排序，就换成另外一种算法了。

2.深度分析

　　这种接口的验证规则适用于后台的代码调用，不适用js或其它前端调用，比如js调用的话，不但组装这个这种格式的参数麻烦，而且appSecret就和加密算法就直接暴露在外面了，当然你可以对js文件进行混淆来解决这个问题，但是这类接口还是更加适合后台代码调用，这样的话appSecret保存在服务器端，更加安全。

　　即使appKey和sign这两个参数被截取了，也只能发相同数据的请求同一个接口，任何一个参数变化，sign均会发生变化，即验证不过去，相同的数据完全可以通过业务代码来限制。

3.举一个使用场景

　　一个App项目，有两个服务器，一个是业务服务器，一个是下单服务器，app项目请求的是业务服务器，不能直接请求下单服务器，但执行一个下单业务，流程如下：app采用jwt算法调用业务服务器→业务服务器进行jwt校验→校验通过→对参数进行组装MD5(a+b+c..+appSecret)，调用下单服务器。

注：业务服务器供app调用，采用jwt算法，下单服务器供业务服务器调用，采用上述扩展算法(a+b+c..+appSecret)

4. 实战测试

　　前提：appKey为：ypf 、appSecret为：0806， 这里我们就不再做JWT校验了，直接通过PostMan调用业务服务器，即：用PostMan调用:http://localhost:2131/api/Seventh/BuyGoods?goodId=001&money=150 模拟客户端请求。

(1). 业务服务器代码 和封装的SDKClient类(对参数进行拼接，发送Get请求)

        /// <summary>
        /// 开放给客户端(模拟购买商品接口)
        /// 正常和客户端直接应该有验证，比如jwt验证，这里省略了,直接用postMan调用
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        [HttpGet]
        public async Task<string> BuyGoods(string goodId, int money)
        {
            //appKey和appScret分别为：ypf、0806
            SDKClient sdk = new SDKClient("ypf", "0806");
            //这里的userId实际应该从jwt中解析出来
            var payload = new Dictionary<string, object>
                    {
                         {"userId", "1" },
                         {"goodId", goodId },
                         {"money",money }
                    };
            SDKResult sdkResult = await sdk.GetAsync("http://localhost:2131/api/Seventh/CommitOrder", payload);
            return sdkResult.Result;
        }

 /// <summary>
    /// 封装请求类
    /// </summary>
    public class SDKClient
    {
        private string appKey;
        private string appSecret;
        public SDKClient(string appKey, string appSecret)
        {
            this.appKey = appKey;
            this.appSecret = appSecret;
        }

        /// <summary>
        ///封装发送请求的方法 
        /// </summary>
        /// <param name="url">请求地址</param>
        /// <param name="queryStringData">请求参数，键值对</param>
        /// <returns></returns>
        public async Task<SDKResult> GetAsync(string url, IDictionary<string, object> queryStringData)
        {
            if (queryStringData == null)
            {
                throw new ArgumentNullException("queryStringData不能为null");
            }
            //根据key的参数名正序排序(首字母有小到大，首字母相同看第二个字母)
            var qsItems = queryStringData.OrderBy(kv => kv.Key).Select(kv => kv.Key + "=" + kv.Value);
            //循环遍历qsItems值，用&拼接起来
            var queryString = string.Join("&", qsItems);
            string finalStr = queryString + "&appSecret=" + appSecret;
            string sign = SecurityHelp.CalcMD5(finalStr);
            using (HttpClient hc = new HttpClient())
            {
                hc.DefaultRequestHeaders.Add("appKey", appKey);
                hc.DefaultRequestHeaders.Add("sign", sign);
                var resp = await hc.GetAsync(url + "?" + queryString);
                SDKResult sdkResult = new SDKResult();
                sdkResult.Result = await resp.Content.ReadAsStringAsync();
                sdkResult.StatusCode = resp.StatusCode;
                return sdkResult;
            }
        }

    }

    public class SDKResult
    {
        public string Result { get; set; }
        public HttpStatusCode StatusCode { get; set; }
    }

(2).  过滤器代码和订单服务器代码

 /// <summary>
    /// 扩展算法一 的过滤器
    /// </summary>
    public class CheckPer1 : AuthorizeAttribute
    {
        public override void OnAuthorization(HttpActionContext actionContext)
        {
            //1.获取报文头中的appKey和sign
            IEnumerable<string> appKeys;
            if (!actionContext.Request.Headers.TryGetValues("appKey", out appKeys))
            {
                //HttpContext.Current.Response.Write("报文头中的AppKey为空");  //这里不能这么返回，用Response.write不能截断，仍然会进入到方法中
                actionContext.Response = actionContext.Request.CreateErrorResponse(HttpStatusCode.Unauthorized, new HttpError("报文头中的appKey为空"));
            }
            IEnumerable<string> signs;
            if (!actionContext.Request.Headers.TryGetValues("sign", out signs))
            {
                actionContext.Response = actionContext.Request.CreateErrorResponse(HttpStatusCode.Unauthorized, new HttpError("报文头中的sign为空"));
            }
            string appKey = appKeys.First();
            string sign = signs.First();
            //2.根据appKey查询数据库获取appSecret
            //（这里进行模拟，暂不查询数据库  分别为ypf和0806代替）
            var appInfor = new AppInfor()
            {
                AppKey = "ypf",
                AppSecret = "0806",
                IsEnabled = false
            };
            if (appInfor == null)
            {
                actionContext.Response = actionContext.Request.CreateErrorResponse(HttpStatusCode.Unauthorized, new HttpError("该appKey不存在"));
            }
            //if (!appInfor.IsEnabled)
            //{
            //    actionContext.Response = actionContext.Request.CreateErrorResponse(HttpStatusCode.Unauthorized, new HttpError("该AppKey已被封禁"));
            //}

            //3.计算用户输入参数的连接+AppSecret的Md5值 
            //orderedQS就是按照key（参数的名字）进行排序的QueryString集合 
            var orderedQS = actionContext.Request.GetQueryNameValuePairs().OrderBy(kv => kv.Key);
            //拼接key=value的数组
            var segments = orderedQS.Select(kv => kv.Key + "=" + kv.Value);
            //用&符号拼接起来
            string queryString = string.Join("&", segments);
            //密钥统一用0806表示
            string finalStr = queryString + "&appSecret=" + "0806";
            //计算Sign值
            string computedSign = SecurityHelp.CalcMD5(finalStr);
            //4. 用户传进来md5值和计算出来的比对一下，就知道数据是否有被篡改过
            if (sign.Equals(computedSign, StringComparison.CurrentCultureIgnoreCase))
            {
                //表示检验通过
            }
            else
            {
                actionContext.Response = actionContext.Request.CreateErrorResponse(HttpStatusCode.Unauthorized, new HttpError("sign校验失败"));
            }

        }

        /// <summary>
        /// 模拟订单服务器中的下单接口
        /// 该接口需要采用 扩展算法(一) 的校验
        /// </summary>
        /// <param name="dic"></param>
        /// <returns></returns>
        [HttpGet]
        [CheckPer1]
        public string CommitOrder(string userId, string goodId, int money)
        {
            var data = new
            {
                stauts = "ok",
                msg = userId + "," + goodId + "," + money
            };
            return JsonConvert.SerializeObject(data);
        }

(3). 运行结果

 

三. 扩展算法2

1.前提

　　有appkey、appSecret、timeStamp这么几个参数，其中appkey和appSecret实现存在数据库里，且一一对应，服务商把appkey和appSecret分发给调用者， 调用者采用Post请求的方式，提交和返回的数据都为Json格式，Http请求的头文件中要加“content-type: application/json”，字符编码 统一采用UTF8，签名算法如下：

finalStr=（appkey+appSecret+timeStamp)的值全部转换为大写字符

sign=MD5(finalStr),

每个请求的报文头要有传 appkey、timeStamp(时间戳)、sign(签名)值过来统一校验。时间戳 timestamp是14位标准的时间戳格式，时间戳有效期为 10 分钟， 服务器时间减时间戳大于 10 分钟的一律视为过期，签名会失败。 在服务器端进行验证。

2. 深度分析

　　这种接口的验证规则适用于后台的代码调用，不适用js或其它前端调用，比如js调用的话，appSecret就和加密算法就直接暴露在外面了，非常危险。当然你可以对js文件进行混淆来解决这个问题，但是这类接口还是更加适合后台代码调用，这样的话appSecret保存在服务器端，更加安全。

　　即使 Aappkey、timeStamp(时间戳)、sign(签名)参数被截取了，访问该接口或者其它接口，也只能在10分钟能有效。

3.举一个使用场景

　　一个App项目，有两个服务器，一个是业务服务器，一个是下单服务器，app项目请求的是业务服务器，不能直接请求下单服务器，但执行一个下单业务，流程如下：app采用jwt算法调用业务服务器→业务服务器进行jwt校验→校验通过→对参数进行组装sign、appkey、timeStamp，调用下单服务器。

注：业务服务器供app调用，采用jwt算法，下单服务器供业务服务器调用，采用上述扩展算法MD5(appkey+appSecret+timestamp)。

4. 实战测试

　　前提：appKey为：ypf 、appSecret为：0806， 这里我们就不再做JWT校验了，直接通过PostMan调用业务服务器，即：用PostMan调用:http://localhost:2131/api/Seventh/BuyGoods2?goodId=001&money=150 模拟客户端请求

 (1). 业务服务器代码 和封装的SDKClient2类(对参数进行拼接，发送Post请求)

        /// <summary>
        /// 开放给客户端(模拟购买商品接口)
        /// 正常和客户端直接应该有验证，比如jwt验证，这里省略了,直接用postMan调用
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        [HttpGet]
        public async Task<string> BuyGoods2(string goodId, int money)
        {
            //appKey和appScret分别为：ypf、0806
            SDKClient2 sdk = new SDKClient2("ypf", "0806", DateTime.Now.ToString("yyyyMMddhhmmss"));
            //这里的userId正常应该从jwt字符串中解析出来
            var payload = new
            {
                userId = "1",
                goodId = goodId,
                money = money
            };
            SDKResult sdkResult = await sdk.PostAsync("http://localhost:2131/api/Seventh/CommitOrder2", payload);
            return sdkResult.Result;
        }

    /// <summary>
    /// 扩展算法二的封装调用
    /// </summary>
    public class SDKClient2
    {
        private string appKey;
        private string appSecret;
        private string timeStamp;
        public SDKClient2(string appKey, string appSecret,string timeStamp)
        {
            this.appKey = appKey;
            this.appSecret = appSecret;
            this.timeStamp = timeStamp;
        }

        public async Task<SDKResult> PostAsync(string url, dynamic data)
        {
            if (data == null)
            {
                throw new ArgumentNullException("data不能为null");
            }

            using (HttpClient hc = new HttpClient())
            {
                string finalStr = (appKey + appSecret + timeStamp).ToUpper();
                string sign= SecurityHelp.CalcMD5(finalStr);

                hc.DefaultRequestHeaders.Add("appKey", appKey);
                hc.DefaultRequestHeaders.Add("timeStamp", timeStamp);
                hc.DefaultRequestHeaders.Add("sign", sign);

                var content = new StringContent(JsonConvert.SerializeObject(data), Encoding.UTF8, "application/json");
                var resp = await hc.PostAsync(url, content);
                SDKResult sdkResult = new SDKResult();
                sdkResult.Result = await resp.Content.ReadAsStringAsync();
                sdkResult.StatusCode = resp.StatusCode;
                return sdkResult;
            }
        }

(2).  过滤器代码和订单服务器代码

    /// <summary>
    ///扩展算法二 的过滤器
    ///换一种新的过滤器写法
    /// </summary>
    public class CheckPer2 : FilterAttribute, IAuthorizationFilter
    {
        public async Task<HttpResponseMessage> ExecuteAuthorizationFilterAsync(HttpActionContext actionContext, CancellationToken cancellationToken, Func<Task<HttpResponseMessage>> continuation)
        {
            //1.获取Appkey、Timestamp(时间戳)、Sign(签名)
            IEnumerable<string> appKeys;
            if (!actionContext.Request.Headers.TryGetValues("appKey", out appKeys))
            {
                return new HttpResponseMessage(HttpStatusCode.Unauthorized) { Content = new StringContent("报文头中的appKey为空") };
            }
            IEnumerable<string> timestamps;
            if (!actionContext.Request.Headers.TryGetValues("timeStamp", out timestamps))
            {
                return new HttpResponseMessage(HttpStatusCode.Unauthorized) { Content = new StringContent("报文头中的timeStamp为空") };
            }
            IEnumerable<string> signs;
            if (!actionContext.Request.Headers.TryGetValues("sign", out signs))
            {
                return new HttpResponseMessage(HttpStatusCode.Unauthorized) { Content = new StringContent("报文头中的sign为空") };
            }
            string Appkey = appKeys.First();
            string Timestamp = timestamps.First();
            string Sign = signs.First();
            //2. 计算Timestamp是否过期（要注意小时制问题, 需要统一下面的这种方式转换）
            long nowTimeStr = long.Parse(DateTime.Now.ToString("yyyyMMddhhmmss"));
            long timeStampStr = long.Parse(Timestamp);
            if (nowTimeStr - timeStampStr > 600 || timeStampStr - nowTimeStr > 600)
            {
                return new HttpResponseMessage(HttpStatusCode.Unauthorized) { Content = new StringContent("已过期") };
            }
            //3. 计算Sign值是否合法
            //这里假设秘钥为0806 （实际应该根据appKey去数据库中查）
            string AppSecret = "0806";
            string finalStr = (Appkey + AppSecret + Timestamp).ToUpper();
            string realSign = SecurityHelp.CalcMD5(finalStr);
            if (realSign.Equals(Sign, StringComparison.OrdinalIgnoreCase))
            {
                //表示校验通过
                return await continuation();
            }
            else
            {
                //表示校验未通过 
                return new HttpResponseMessage(HttpStatusCode.Unauthorized) { Content = new StringContent("sign验证失败") };
            }
        }
    }

       /// <summary>
        /// 模拟订单服务器中的下单接口
        /// 该接口需要采用 扩展算法(二) 的校验
        /// </summary>
        /// <param name="dic"></param>
        /// <returns></returns>
        [HttpPost]
        [CheckPer2]
        public string CommitOrder2(orderData orderData)
        {
            var data = new
            {
                stauts = "ok",
                msg = orderData.userId + "," + orderData.goodId + "," + orderData.money
            };

            return JsonConvert.SerializeObject(data);
        }

(3). 运行结果

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• 作       者 : Yaopengfei(姚鹏飞)
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