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go-gin-api 路由中間件 - 簽名驗證（七）

2020-09-17 17:45:10 後端開發

概覽

首先同步下專案概況：


上篇文章分享了，路由中間件 - Jaeger 鏈路追蹤（實戰篇），文章反響真是出乎意料， 「Go中國」 公眾號也轉發了，有很多朋友加我好友交流，直呼我大神，其實我哪是什么大神，只不過在本地實踐了而已，對于 Go 語言的使用，我還是個新人，在這里感謝大家的厚愛！
這篇文章咱們分享：路由中間件 - 簽名驗證，

為什么使用簽名驗證？

這個就不用多說了吧，主要是為了保證介面安全和識別呼叫方身份，基于這兩點，咱們一起設計下簽名，

呼叫方需要申請 App Key 和 App Secret，

App Key 用來識別呼叫方身份，

App Secret 用來加密生成簽名使用，

當然生成的簽名還需要滿足以下幾點：

    可變性：每次的簽名必須是不一樣的，

    時效性：每次請求的時效性，過期作廢，

    唯一性：每次的簽名是唯一的，

    完整性：能夠對傳入資料進行驗證，防止篡改，

舉個例子：

/api?param_1=xxx&param_2=xxx，其中 param_1 和 param_2 是兩個引數，

如果增加了簽名驗證，需要再傳遞幾個引數：

    ak 表示App Key，用來識別呼叫方身份，

    ts 表示時間戳，用來驗證介面的時效性，

    sn 表示簽名加密串，用來驗證資料的完整性，防止資料篡改，

sn 是通過 App Secret 和 傳遞的引數 進行加密的，

最終傳遞的引數如下：

/api?param_1=xxx&param_2=xxx&ak=xxx&ts=xxx&sn=xxx

在這說一個除錯技巧，ts 和 sn 引數每次都手動生成太麻煩了，當傳遞 debug=1 的時候，會回傳 ts 和 sn , 具體看下代碼就清楚了，

這篇文章分享三種實作簽名的方式，分別是：MD5 組合加密、AES 對稱加密、RSA 非對稱加密，

廢話不多說，進入主題，

MD5 組合
生成簽名

首先，封裝一個 Go 的 MD5 方法：

    func MD5(str string) string {    
        s := md5.New()    
        s.Write([]byte(str))    
        return hex.EncodeToString(s.Sum(nil))    
    }

進行加密：

    appKey     = "demo"    
    appSecret  = "xxx"    
    encryptStr = "param_1=xxx&param_2=xxx&ak="+appKey+"&ts=xxx"    
    // 自定義驗證規則    
    sn = MD5(appSecret + encryptStr + appSecret)

 



驗證簽名

通過傳遞引數，再次生成簽名，如果將傳遞的簽名與生成的簽名進行對比，

相同，表示簽名驗證成功，

不同，表示簽名驗證失敗，

中間件 - 代碼實作

 

   var AppSecret string    
    // MD5 組合加密    
    func SetUp() gin.HandlerFunc {    
        return func(c *gin.Context) {    
            utilGin := util.Gin{Ctx: c}    
            sign, err := verifySign(c)    
            if sign != nil {    
                utilGin.Response(-1, "Debug Sign", sign)    
                c.Abort()    
                return    
            }    
            if err != nil {    
                utilGin.Response(-1, err.Error(), sign)    
                c.Abort()    
                return    
            }    
            c.Next()    
        }    
    }    
    // 驗證簽名    
    func verifySign(c *gin.Context) (map[string]string, error) {    
        _ = c.Request.ParseForm()    
        req   := c.Request.Form    
        debug := strings.Join(c.Request.Form["debug"], "")    
        ak    := strings.Join(c.Request.Form["ak"], "")    
        sn    := strings.Join(c.Request.Form["sn"], "")    
        ts    := strings.Join(c.Request.Form["ts"], "")    
        // 驗證來源    
        value, ok := config.ApiAuthConfig[ak]    
        if ok {    
            AppSecret = value["md5"]    
        } else {    
            return nil, errors.New("ak Error")    
        }    
        if debug == "1" {    
            currentUnix := util.GetCurrentUnix()    
            req.Set("ts", strconv.FormatInt(currentUnix, 10))    
            res := map[string]string{    
                "ts": strconv.FormatInt(currentUnix, 10),    
                "sn": createSign(req),    
            }    
            return res, nil    
        }    
        // 驗證過期時間    
        timestamp := time.Now().Unix()    
        exp, _    := strconv.ParseInt(config.AppSignExpiry, 10, 64)    
        tsInt, _  := strconv.ParseInt(ts, 10, 64)    
        if tsInt > timestamp || timestamp - tsInt >= exp {    
            return nil, errors.New("ts Error")    
        }    
        // 驗證簽名    
        if sn == "" || sn != createSign(req) {    
            return nil, errors.New("sn Error")    
        }    
        return nil, nil    
    }    
    // 創建簽名    
    func createSign(params url.Values) string {    
        // 自定義 MD5 組合    
        return util.MD5(AppSecret + createEncryptStr(params) + AppSecret)    
    }    
    func createEncryptStr(params url.Values) string {    
        var key []string    
        var str = ""    
        for k := range params {    
            if k != "sn" && k != "debug" {    
                key = append(key, k)    
            }    
        }    
        sort.Strings(key)    
        for i := 0; i < len(key); i++ {    
            if i == 0 {    
                str = fmt.Sprintf("%v=%v", key[i], params.Get(key[i]))    
            } else {    
                str = str + fmt.Sprintf("&%v=%v", key[i], params.Get(key[i]))    
            }    
        }    
        return str    
    }

 

這里我還準備了一分學習圖和資料，如下：

鏈接：https://pan.baidu.com/s/1v5gm7n0L7TGyejCmQrMh2g 提取碼：x2p5

免費分享，但是X度限制嚴重，如若鏈接失效點擊鏈接或搜索加群 群號518475424，



AES 對稱加密

在使用前，咱們先了解下什么是對稱加密？

對稱加密就是使用同一個密鑰即可以加密也可以解密，這種方法稱為對稱加密，

常用演算法：DES、AES，

其中 AES 是 DES 的升級版，密鑰長度更長，選擇更多，也更靈活，安全性更高，速度更快，咱們直接上手 AES 加密，

優點

演算法公開、計算量小、加密速度快、加密效率高，

缺點

發送方和接收方必須商定好密鑰，然后使雙方都能保存好密鑰，密鑰管理成為雙方的負擔，

應用場景

相對大一點的資料量或關鍵資料的加密，

生成簽名

首先，封裝 Go 的 AesEncrypt 加密方法 和 AesDecrypt 解密方法，

 

   // 加密 aes_128_cbc    
    func AesEncrypt (encryptStr string, key []byte, iv string) (string, error) {    
        encryptBytes := []byte(encryptStr)    
        block, err   := aes.NewCipher(key)    
        if err != nil {    
            return "", err    
        }    
        blockSize := block.BlockSize()    
        encryptBytes = pkcs5Padding(encryptBytes, blockSize)    
        blockMode := cipher.NewCBCEncrypter(block, []byte(iv))    
        encrypted := make([]byte, len(encryptBytes))    
        blockMode.CryptBlocks(encrypted, encryptBytes)    
        return base64.URLEncoding.EncodeToString(encrypted), nil    
    }    
    // 解密    
    func AesDecrypt (decryptStr string, key []byte, iv string) (string, error) {    
        decryptBytes, err := base64.URLEncoding.DecodeString(decryptStr)    
        if err != nil {    
            return "", err    
        }    
        block, err := aes.NewCipher(key)    
        if err != nil {    
            return "", err    
        }    
        blockMode := cipher.NewCBCDecrypter(block, []byte(iv))    
        decrypted := make([]byte, len(decryptBytes))    
        blockMode.CryptBlocks(decrypted, decryptBytes)    
        decrypted = pkcs5UnPadding(decrypted)    
        return string(decrypted), nil    
    }    
    func pkcs5Padding (cipherText []byte, blockSize int) []byte {    
        padding := blockSize - len(cipherText)%blockSize    
        padText := bytes.Repeat([]byte{byte(padding)}, padding)    
        return append(cipherText, padText...)    
    }    
    func pkcs5UnPadding (decrypted []byte) []byte {    
        length := len(decrypted)    
        unPadding := int(decrypted[length-1])    
        return decrypted[:(length - unPadding)]    
    }

 



進行加密：

 

  appKey     = "demo"    
    appSecret  = "xxx"    
    encryptStr = "param_1=xxx&param_2=xxx&ak="+appKey+"&ts=xxx"    
    sn = AesEncrypt(encryptStr, appSecret)

 




驗證簽名

decryptStr = AesDecrypt(sn, app_secret)

 



將加密前的字串與解密后的字串做個對比，

相同，表示簽名驗證成功，

不同，表示簽名驗證失敗，

中間件 - 代碼實作

  

 var AppSecret string    
    // AES 對稱加密    
    func SetUp() gin.HandlerFunc {    
        return func(c *gin.Context) {    
            utilGin := util.Gin{Ctx: c}    
            sign, err := verifySign(c)    
            if sign != nil {    
                utilGin.Response(-1, "Debug Sign", sign)    
                c.Abort()    
                return    
            }    
            if err != nil {    
                utilGin.Response(-1, err.Error(), sign)    
                c.Abort()    
                return    
            }    
            c.Next()    
        }    
    }    
    // 驗證簽名    
    func verifySign(c *gin.Context) (map[string]string, error) {    
        _ = c.Request.ParseForm()    
        req   := c.Request.Form    
        debug := strings.Join(c.Request.Form["debug"], "")    
        ak    := strings.Join(c.Request.Form["ak"], "")    
        sn    := strings.Join(c.Request.Form["sn"], "")    
        ts    := strings.Join(c.Request.Form["ts"], "")    
        // 驗證來源    
        value, ok := config.ApiAuthConfig[ak]    
        if ok {    
            AppSecret = value["aes"]    
        } else {    
            return nil, errors.New("ak Error")    
        }    
        if debug == "1" {    
            currentUnix := util.GetCurrentUnix()    
            req.Set("ts", strconv.FormatInt(currentUnix, 10))    
            sn, err := createSign(req)    
            if err != nil {    
                return nil, errors.New("sn Exception")    
            }    
            res := map[string]string{    
                "ts": strconv.FormatInt(currentUnix, 10),    
                "sn": sn,    
            }    
            return res, nil    
        }    
        // 驗證過期時間    
        timestamp := time.Now().Unix()    
        exp, _    := strconv.ParseInt(config.AppSignExpiry, 10, 64)    
        tsInt, _  := strconv.ParseInt(ts, 10, 64)    
        if tsInt > timestamp || timestamp - tsInt >= exp {    
            return nil, errors.New("ts Error")    
        }    
        // 驗證簽名    
        if sn == "" {    
            return nil, errors.New("sn Error")    
        }    
        decryptStr, decryptErr := util.AesDecrypt(sn, []byte(AppSecret), AppSecret)    
        if decryptErr != nil {    
            return nil, errors.New(decryptErr.Error())    
        }    
        if decryptStr != createEncryptStr(req) {    
            return nil, errors.New("sn Error")    
        }    
        return nil, nil    
    }    
    // 創建簽名    
    func createSign(params url.Values) (string, error) {    
        return util.AesEncrypt(createEncryptStr(params), []byte(AppSecret), AppSecret)    
    }    
    func createEncryptStr(params url.Values) string {    
        var key []string    
        var str = ""    
        for k := range params {    
            if k != "sn" && k != "debug" {    
                key = append(key, k)    
            }    
        }    
        sort.Strings(key)    
        for i := 0; i < len(key); i++ {    
            if i == 0 {    
                str = fmt.Sprintf("%v=%v", key[i], params.Get(key[i]))    
            } else {    
                str = str + fmt.Sprintf("&%v=%v", key[i], params.Get(key[i]))    
            }    
        }    
        return str    
    }

 


RSA 非對稱加密

和上面一樣，在使用前，咱們先了解下什么是非對稱加密？

非對稱加密就是需要兩個密鑰來進行加密和解密，這兩個秘鑰分別是公鑰（public key）和私鑰（private key），這種方法稱為非對稱加密，

常用演算法：RSA，

優點

與對稱加密相比，安全性更好，加解密需要不同的密鑰，公鑰和私鑰都可進行相互的加解密，

缺點

加密和解密花費時間長、速度慢，只適合對少量資料進行加密，

應用場景

適合于對安全性要求很高的場景，適合加密少量資料，比如支付資料、登錄資料等，

創建簽名

首先，封裝 Go 的 RsaPublicEncrypt 公鑰加密方法 和 RsaPrivateDecrypt 解密方法，

 

   // 公鑰加密    
    func RsaPublicEncrypt(encryptStr string, path string) (string, error) {    
        // 打開檔案    
        file, err := os.Open(path)    
        if err != nil {    
            return "", err    
        }    
        defer file.Close()    
        // 讀取檔案內容    
        info, _ := file.Stat()    
        buf := make([]byte,info.Size())    
        file.Read(buf)    
        // pem 解碼    
        block, _ := pem.Decode(buf)    
        // x509 解碼    
        publicKeyInterface, err := x509.ParsePKIXPublicKey(block.Bytes)    
        if err != nil {    
            return "", err    
        }    
        // 型別斷言    
        publicKey := publicKeyInterface.(*rsa.PublicKey)    
        //對明文進行加密    
        encryptedStr, err := rsa.EncryptPKCS1v15(rand.Reader, publicKey, []byte(encryptStr))    
        if err != nil {    
            return "", err    
        }    
        //回傳密文    
        return base64.URLEncoding.EncodeToString(encryptedStr), nil    
    }    
    // 私鑰解密    
    func RsaPrivateDecrypt(decryptStr string, path string) (string, error) {    
        // 打開檔案    
        file, err := os.Open(path)    
        if err != nil {    
            return "", err    
        }    
        defer file.Close()    
        // 獲取檔案內容    
        info, _ := file.Stat()    
        buf := make([]byte,info.Size())    
        file.Read(buf)    
        // pem 解碼    
        block, _ := pem.Decode(buf)    
        // X509 解碼    
        privateKey, err := x509.ParsePKCS1PrivateKey(block.Bytes)    
        if err != nil {    
            return "", err    
        }    
        decryptBytes, err := base64.URLEncoding.DecodeString(decryptStr)    
        //對密文進行解密    
        decrypted, _ := rsa.DecryptPKCS1v15(rand.Reader,privateKey,decryptBytes)    
        //回傳明文    
        return string(decrypted), nil    
    }

 



呼叫方 申請 公鑰（public key），然后進行加密：

 

   appKey     = "demo"    
    appSecret  = "公鑰"    
    encryptStr = "param_1=xxx&param_2=xxx&ak="+appKey+"&ts=xxx"    
    sn = RsaPublicEncrypt(encryptStr, appSecret)

 




驗證簽名

decryptStr = RsaPrivateDecrypt(sn, app_secret)

 



將加密前的字串與解密后的字串做個對比，

相同，表示簽名驗證成功，

不同，表示簽名驗證失敗，

中間件 - 代碼實作

 

   var AppSecret string    
    // RSA 非對稱加密    
    func SetUp() gin.HandlerFunc {    
        return func(c *gin.Context) {    
            utilGin := util.Gin{Ctx: c}    
            sign, err := verifySign(c)    
            if sign != nil {    
                utilGin.Response(-1, "Debug Sign", sign)    
                c.Abort()    
                return    
            }    
            if err != nil {    
                utilGin.Response(-1, err.Error(), sign)    
                c.Abort()    
                return    
            }    
            c.Next()    
        }    
    }    
    // 驗證簽名    
    func verifySign(c *gin.Context) (map[string]string, error) {    
        _ = c.Request.ParseForm()    
        req   := c.Request.Form    
        debug := strings.Join(c.Request.Form["debug"], "")    
        ak    := strings.Join(c.Request.Form["ak"], "")    
        sn    := strings.Join(c.Request.Form["sn"], "")    
        ts    := strings.Join(c.Request.Form["ts"], "")    
        // 驗證來源    
        value, ok := config.ApiAuthConfig[ak]    
        if ok {    
            AppSecret = value["rsa"]    
        } else {    
            return nil, errors.New("ak Error")    
        }    
        if debug == "1" {    
            currentUnix := util.GetCurrentUnix()    
            req.Set("ts", strconv.FormatInt(currentUnix, 10))    
            sn, err := createSign(req)    
            if err != nil {    
                return nil, errors.New("sn Exception")    
            }    
            res := map[string]string{    
                "ts": strconv.FormatInt(currentUnix, 10),    
                "sn": sn,    
            }    
            return res, nil    
        }    
        // 驗證過期時間    
        timestamp := time.Now().Unix()    
        exp, _    := strconv.ParseInt(config.AppSignExpiry, 10, 64)    
        tsInt, _  := strconv.ParseInt(ts, 10, 64)    
        if tsInt > timestamp || timestamp - tsInt >= exp {    
            return nil, errors.New("ts Error")    
        }    
        // 驗證簽名    
        if sn == "" {    
            return nil, errors.New("sn Error")    
        }    
        decryptStr, decryptErr := util.RsaPrivateDecrypt(sn, config.AppRsaPrivateFile)    
        if decryptErr != nil {    
            return nil, errors.New(decryptErr.Error())    
        }    
        if decryptStr != createEncryptStr(req) {    
            return nil, errors.New("sn Error")    
        }    
        return nil, nil    
    }    
    // 創建簽名    
    func createSign(params url.Values) (string, error) {    
        return util.RsaPublicEncrypt(createEncryptStr(params), AppSecret)    
    }    
    func createEncryptStr(params url.Values) string {    
        var key []string    
        var str = ""    
        for k := range params {    
            if k != "sn" && k != "debug" {    
                key = append(key, k)    
            }    
        }    
        sort.Strings(key)    
        for i := 0; i < len(key); i++ {    
            if i == 0 {    
                str = fmt.Sprintf("%v=%v", key[i], params.Get(key[i]))    
            } else {    
                str = str + fmt.Sprintf("&%v=%v", key[i], params.Get(key[i]))    
            }    
        }    
        return str    
    }

 



如何呼叫？

與其他中間件呼叫方式一樣，根據自己的需求自由選擇，

比如，使用 MD5 組合：

.Use(sign_md5.SetUp())

使用 AES 對稱加密：

.Use(sign_aes.SetUp())

使用 RSA 非對稱加密：

.Use(sign_rsa.SetUp())

性能測驗

既然 RSA 非對稱加密，最安全，那么統一都使用它吧，

NO！NO！NO！絕對不行！

為什么我要激動，因為我以前遇到過這個坑呀，都是血淚的教訓呀...

咱們挨個測驗下性能：

MD5

    func Md5Test(c *gin.Context) {    
        startTime  := time.Now()    
        appSecret  := "IgkibX71IEf382PT"    
        encryptStr := "param_1=xxx&param_2=xxx&ak=xxx&ts=1111111111"    
        count      := 1000000    
        for i := 0; i < count; i++ {    
            // 生成簽名    
            util.MD5(appSecret + encryptStr + appSecret)    
            // 驗證簽名    
            util.MD5(appSecret + encryptStr + appSecret)    
        }    
        utilGin := util.Gin{Ctx: c}    
        utilGin.Response(1, fmt.Sprintf("%v次 - %v", count, time.Since(startTime)), nil)    
    }

 


模擬 一百萬 次請求，大概執行時長在 1.1s ~ 1.2s 左右，

AES

    func AesTest(c *gin.Context) {    
        startTime  := time.Now()    
        appSecret  := "IgkibX71IEf382PT"    
        encryptStr := "param_1=xxx&param_2=xxx&ak=xxx&ts=1111111111"    
        count      := 1000000    
        for i := 0; i < count; i++ {    
            // 生成簽名    
            sn, _ := util.AesEncrypt(encryptStr, []byte(appSecret), appSecret)    
            // 驗證簽名    
            util.AesDecrypt(sn, []byte(appSecret), appSecret)    
        }    
        utilGin := util.Gin{Ctx: c}    
        utilGin.Response(1, fmt.Sprintf("%v次 - %v", count, time.Since(startTime)), nil)    
    }

 


模擬 一百萬 次請求，大概執行時長在 1.8s ~ 1.9s 左右，

RSA

    func RsaTest(c *gin.Context) {    
        startTime  := time.Now()    
        encryptStr := "param_1=xxx&param_2=xxx&ak=xxx&ts=1111111111"    
        count      := 500    
        for i := 0; i < count; i++ {    
            // 生成簽名    
            sn, _ := util.RsaPublicEncrypt(encryptStr, "rsa/public.pem")    
            // 驗證簽名    
            util.RsaPrivateDecrypt(sn, "rsa/private.pem")    
        }    
        utilGin := util.Gin{Ctx: c}    
        utilGin.Response(1, fmt.Sprintf("%v次 - %v", count, time.Since(startTime)), nil)    
    }

 


我不敢模擬 一百萬 次請求，還不知道啥時候能搞定呢，咱們模擬 500 次試試，

模擬 500 次請求，大概執行時長在 1s 左右，

上面就是我本地的執行效果，大家可以質疑我的電腦性能差，封裝的方法有問題...

你們也可以試試，看看性能差距是不是這么大，
PHP 與 Go 加密方法如何互通？

如果我是寫 PHP 的，生成簽名的方法用 PHP 能實作嗎？

肯定能呀！

我用 PHP 也實作了上面的 3 種方法，可能會有一些小調整，總體問題不大，相關 Demo 已上傳到 github：

https://github.com/xinliangnote/Encrypt

好了，就到這了，

轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/houduan/67391.html

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