登录
当前位置： 首页 > 工具软件 > go-gin-api > 使用案例 >

[系列] go-gin-api 路由中间件 - 签名验证（七）

解浩渺
2023-12-01

概览

首先同步下项目概况：

上篇文章分享了，路由中间件 - Jaeger 链路追踪（实战篇），文章反响真是出乎意料， 「Go中国」 公众号也转发了，有很多朋友加我好友交流，直呼我大神，其实我哪是什么大神，只不过在本地实践了而已，对于 Go 语言的使用，我还是个新人，在这里感谢大家的厚爱！

这篇文章咱们分享：路由中间件 - 签名验证。

为什么使用签名验证？

这个就不用多说了吧，主要是为了保证接口安全和识别调用方身份，基于这两点，咱们一起设计下签名。

调用方需要申请 App Key 和 App Secret，App Key 用来识别调用方身份，App Secret 用来加密生成签名使用。

当然生成的签名还需要满足以下几点：

  • 可变性：每次的签名必须是不一样的。
  • 时效性：每次请求的时效性，过期作废。
  • 唯一性：每次的签名是唯一的。
  • 完整性：能够对传入数据进行验证，防止篡改。

举个例子：

/api?param_1=xxx&param_2=xxx，其中 param_1 和 param_2 是两个参数。

如果增加了签名验证，需要再传递几个参数：

  • ak 表示App Key，用来识别调用方身份。
  • ts 表示时间戳，用来验证接口的时效性。
  • sn 表示签名加密串，用来验证数据的完整性，防止数据篡改。

sn 是通过 App Secret 和 传递的参数 进行加密的。

最终传递的参数如下：

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

在这要说一个调试技巧，ts 和 sn 参数每次都手动生成太麻烦了，当传递 debug=1 的时候，会返回 ts 和 sn , 具体看下代码就清楚了。

这篇文章分享三种实现签名的方式，分别是：MD5 组合加密、AES 对称加密、RSA 非对称加密。

废话不多说，进入主题。

MD5 组合

生成签名

首先，封装一个 Go 的 MD5 方法：

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

进行加密：

appKey     = "demo"
appSecret  = "xxx"
encryptStr = "param_1=xxx&param_2=xxx&ak="+appKey+"&ts=xxx"

// 自定义验证规则
sn = MD5(appSecret + encryptStr + appSecret)

验证签名

通过传递参数，再次生成签名，如果将传递的签名与生成的签名进行对比。

相同，表示签名验证成功。

不同，表示签名验证失败。

中间件 - 代码实现

var AppSecret string

// MD5 组合加密
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()
    }
}

// 验证签名
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"], "")

    // 验证来源
    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
    }

    // 验证过期时间
    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")
    }

    // 验证签名
    if sn == "" || sn != createSign(req) {
        return nil, errors.New("sn Error")
    }

    return nil, nil
}

// 创建签名
func createSign(params url.Values) string {
    // 自定义 MD5 组合
    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
}

AES 对称加密

在使用前，咱们先了解下什么是对称加密？

对称加密就是使用同一个密钥即可以加密也可以解密，这种方法称为对称加密。

常用算法：DES、AES。

其中 AES 是 DES 的升级版，密钥长度更长，选择更多，也更灵活，安全性更高，速度更快，咱们直接上手 AES 加密。

优点

算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高。

缺点

发送方和接收方必须商定好密钥，然后使双方都能保存好密钥，密钥管理成为双方的负担。

应用场景

相对大一点的数据量或关键数据的加密。

生成签名

首先，封装 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)]
}

进行加密：

appKey     = "demo"
appSecret  = "xxx"
encryptStr = "param_1=xxx&param_2=xxx&ak="+appKey+"&ts=xxx"

sn = AesEncrypt(encryptStr, appSecret)

验证签名

decryptStr = AesDecrypt(sn, app_secret)

将加密前的字符串与解密后的字符串做个对比。

相同，表示签名验证成功。

不同，表示签名验证失败。

中间件 - 代码实现

var AppSecret string

// AES 对称加密
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()
    }
}

// 验证签名
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"], "")

    // 验证来源
    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
    }

    // 验证过期时间
    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")
    }

    // 验证签名
    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
}

// 创建签名
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 非对称加密

和上面一样，在使用前，咱们先了解下什么是非对称加密？

非对称加密就是需要两个密钥来进行加密和解密，这两个秘钥分别是公钥（public key）和私钥（private key），这种方法称为非对称加密。

常用算法：RSA。

优点

与对称加密相比，安全性更好，加解密需要不同的密钥，公钥和私钥都可进行相互的加解密。

缺点

加密和解密花费时间长、速度慢，只适合对少量数据进行加密。

应用场景

适合于对安全性要求很高的场景，适合加密少量数据，比如支付数据、登录数据等。

创建签名

首先，封装 Go 的 RsaPublicEncrypt 公钥加密方法 和 RsaPrivateDecrypt 解密方法。

// 公钥加密
func RsaPublicEncrypt(encryptStr string, path string) (string, error) {
    // 打开文件
    file, err := os.Open(path)
    if err != nil {
        return "", err
    }
    defer file.Close()

    // 读取文件内容
    info, _ := file.Stat()
    buf := make([]byte,info.Size())
    file.Read(buf)

    // pem 解码
    block, _ := pem.Decode(buf)

    // x509 解码
    publicKeyInterface, err := x509.ParsePKIXPublicKey(block.Bytes)
    if err != nil {
        return "", err
    }

    // 类型断言
    publicKey := publicKeyInterface.(*rsa.PublicKey)

    //对明文进行加密
    encryptedStr, err := rsa.EncryptPKCS1v15(rand.Reader, publicKey, []byte(encryptStr))
    if err != nil {
        return "", err
    }

    //返回密文
    return base64.URLEncoding.EncodeToString(encryptedStr), nil
}

// 私钥解密
func RsaPrivateDecrypt(decryptStr string, path string) (string, error) {
    // 打开文件
    file, err := os.Open(path)
    if err != nil {
        return "", err
    }
    defer file.Close()

    // 获取文件内容
    info, _ := file.Stat()
    buf := make([]byte,info.Size())
    file.Read(buf)

    // pem 解码
    block, _ := pem.Decode(buf)

    // X509 解码
    privateKey, err := x509.ParsePKCS1PrivateKey(block.Bytes)
    if err != nil {
        return "", err
    }
    decryptBytes, err := base64.URLEncoding.DecodeString(decryptStr)

    //对密文进行解密
    decrypted, _ := rsa.DecryptPKCS1v15(rand.Reader,privateKey,decryptBytes)

    //返回明文
    return string(decrypted), nil
}

调用方 申请 公钥（public key），然后进行加密：

appKey     = "demo"
appSecret  = "公钥"
encryptStr = "param_1=xxx&param_2=xxx&ak="+appKey+"&ts=xxx"

sn = RsaPublicEncrypt(encryptStr, appSecret)

验证签名

decryptStr = RsaPrivateDecrypt(sn, app_secret)

将加密前的字符串与解密后的字符串做个对比。

相同，表示签名验证成功。

不同，表示签名验证失败。

中间件 - 代码实现

var AppSecret string

// RSA 非对称加密
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()
    }
}

// 验证签名
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"], "")

    // 验证来源
    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
    }

    // 验证过期时间
    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")
    }

    // 验证签名
    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
}

// 创建签名
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
}

如何调用？

与其他中间件调用方式一样，根据自己的需求自由选择。

比如，使用 MD5 组合：

.Use(sign_md5.SetUp())

使用 AES 对称加密：

.Use(sign_aes.SetUp())

使用 RSA 非对称加密：

.Use(sign_rsa.SetUp())

性能测试

既然 RSA 非对称加密，最安全，那么统一都使用它吧。

NO！NO！NO！绝对不行！

为什么我要激动，因为我以前遇到过这个坑呀，都是血泪的教训呀...

咱们挨个测试下性能：

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++ {
        // 生成签名
        util.MD5(appSecret + encryptStr + appSecret)

        // 验证签名
        util.MD5(appSecret + encryptStr + appSecret)
    }
    utilGin := util.Gin{Ctx: c}
    utilGin.Response(1, fmt.Sprintf("%v次 - %v", count, time.Since(startTime)), nil)
}

模拟 一百万 次请求，大概执行时长在 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++ {
        // 生成签名
        sn, _ := util.AesEncrypt(encryptStr, []byte(appSecret), appSecret)

        // 验证签名
        util.AesDecrypt(sn, []byte(appSecret), appSecret)
    }
    utilGin := util.Gin{Ctx: c}
    utilGin.Response(1, fmt.Sprintf("%v次 - %v", count, time.Since(startTime)), nil)
}

模拟 一百万 次请求，大概执行时长在 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++ {
        // 生成签名
        sn, _ := util.RsaPublicEncrypt(encryptStr, "rsa/public.pem")

        // 验证签名
        util.RsaPrivateDecrypt(sn, "rsa/private.pem")
    }
    utilGin := util.Gin{Ctx: c}
    utilGin.Response(1, fmt.Sprintf("%v次 - %v", count, time.Since(startTime)), nil)
}

我不敢模拟 一百万 次请求，还不知道啥时候能搞定呢，咱们模拟 500 次试试。

模拟 500 次请求，大概执行时长在 1s 左右。

上面就是我本地的执行效果，大家可以质疑我的电脑性能差，封装的方法有问题...

你们也可以试试， 看看性能差距是不是这么大。

PHP 与 Go 加密方法如何互通？

我是写 PHP 的，生成签名的方法用 PHP 能实现吗？

肯定能呀！

我用 PHP 也实现了上面的 3 中方法，可能会有一些小调整，总体问题不大，相关 Demo 已上传到 github：

https://github.com/xinliangnote/Encrypt

好了，就到这了。

源码地址

https://github.com/xinliangnote/go-gin-api

go-gin-api 系列文章

 类似资料：

相关阅读

xmlplus组件设计系列之路由（ViewStack)（7）验证Java Golang中生成的rsa.SignPKCS1v15签名如何在Python中验证RSA SHA1签名？Negroni的路由特定中间件vue登录路由验证的实现

相关文章

Vue.js 路由Vue3 路由Flask路由华为软件验证/西安DTD验证

相关问答

无法跨Python验证RSASSA-PSS签名->Gox509证书由未知机构签名-go pingdom验证PE文件的签名JWT不使用pkcs1v15.go验证签名，但使用jwt.io验证用户会话验证的Laravel API路由

相关文档

Blockly 系列教程JavaScript 系列教程实战 Groovy 系列ES6 系列连载深入理解 JavaScript 系列
快捷导航： 新手教程 算法原理 架构设计 Java进阶 数据库进阶 大厂专栏 面试经验 编程笔记 编程问答 所有专题 文档资料 工具软件 电子书籍 小牛导航
在线工具： 房贷计算器 个税计算器 Linux命令查询 Json格式化 正则表达式 颜色转换 AES加解密 SHA1加密 MD5加密 毒鸡汤 字数统计 随机密码生成 进制转换 Base64编解码 励志句子
Copyright © 2019-2024 小牛知识库@xnip.cn. All Rights Reserved.