HTTP协议扫盲（五）HTTP请求防篡改

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一、概念和定义

1、什么是重放攻击？

我们在设计接口的时候，最担心一个接口被别有用心的用户截取后，用于重放攻击。重放攻击是什么呢？就是把请求被原封不动地重复发送，一次，两次...n次。

2、重放攻击造成的后果

一般的请求被提交到后台执行，先会经过【页面验证】后提交给【后台逻辑】，提交给【后台逻辑】过程中请求可能会被被拦截，

• 如果这个【后台逻辑】是插入数据库操作，就很容易造成多条重复的数据插入数据库。
• 如果这个【后台逻辑】是查询数据库操作，就可能导致反复查询，数据库被堵住等情况。

所以，我们需要一种防重放的机制来做请求验证。

二、解决方案

1、客户端（携带timestamp+nonce）

我们常用的防止重放的机制是使用timestamp和nonce来做的重放机制。

1.1、timestamp

timestamp用来表示请求的当前时间戳，这个时间要事先和服务器时间戳校正过。我们预期正常请求带的时间戳会是不同的，如：假设正常人每秒至多会做一个操作。

每个请求携带的时间戳不能和当前时间距离很近，即不能超过规定时间，如60s。这样请求即使被截取了，也只能在有限时间（如：60s）内进行重放，过期就会失效。

1.2、nonce

仅仅提供timestamp还是不够的，我们还是提供给攻击者60s的可攻击时间了。要避免60秒内发生攻击，我们还需要使用一个nonce随机数。

nonce是由客户端根据随机生成的，比如 md5(timestamp+rand(0, 1000)，正常情况下，在短时间内（比如60s）连续生成两个相同nonce的情况几乎为0。

2、服务端（验证时间是否超限，检查签名）

服务端第一次在接收到这个nonce的时候做下面行为：

1 去redis中查找是否有key为nonce:{nonce}的string

2 如果没有，则创建这个key，把这个key失效的时间和验证timestamp失效的时间设置一致，比如是60s。

3 如果有，说明这个key在60s内已被使用过了，这个请求就可以判断为重放请求。

3、方案流程

http://www.xxxx.com?userId=123&userName=zhangsan&timestamp=1480556543&nonce=43f34f33&sign=80b886d71449cb33355d017893720666

在这个请求中，userId和userName是真正需要传递的业务参数，timestamp，nonce，sign都是为了签名和防重放使用。

timestamp是发送请求时间，nonce是随机串，sign是对uid，timestamp,nonce（对于一些rest风格的api，建议业务参数一起签名)。

服务端接到这个请求的处理逻辑：

• 先验证sign签名是否合理，证明请求参数没有被中途篡改
• 再验证timestamp是否过期，证明请求是在最近60s被发出的
• 最后验证nonce是否已经有了，证明这个请求不是60s内的重放请求

4、方案分析

我们将每次请求的nonce参数存储到一个“集合”中，可以json格式存储到缓存中。

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。

我们在timestamp方案的基础上，加上nonce参数，因为timstamp参数对于超过60s的请求，都认为非法请求，所以我们只需要存储60s的nonce参数的“集合”即可。

nonce的一次性可以解决timestamp参数60s的问题，timestamp可以解决nonce参数“集合”越来越大的问题。