高级鉴权验签方式的实践，技术方案为注解+ASCII排序+多类型多层级动态拼接+RSA加密（或国密SM2）+Base64+Redis滑动窗口限流

背景

虽然大多数企业的流量没有那么大，不过限流还是要有的，毕竟还有外部调用我方系统接口，需要验证访问权限进行，同时防止万一接口并发量大影响我方系统， 所以要增加流控处理；不同的来源在独立配置，可以做到不同来源的限流

鉴权设计技术方案：采用注解+ASCII排序+多类型多层级动态拼接+RSA加密（或国密SM2）+一次Base64转码

限流设计：采用Redis的zset滑动窗口限流的方式

建议用国密，SM2比RSA的效率要高，

话不多说，先说方式，后说好处

鉴权设计

定义好一个注解AuthSign，注解中有字段sign

注解处理具体如下

@Around("@annotation(authSign)")
public Object around(ProceedingJoinPoint point, AuthSign authSign) throws Throwable {//获取参数Object[] args = point.getArgs();if (args == null || args.length <= 0) {throw new ParameterException("参数为空");}Map<String, Object> argsMap = new HashMap<>();for (Object obj : args) {//将obj转为map，不转下划线，去空argsMap = BeanUtil.beanToMap(obj, false, true);break;}//获取配置，这个配置可以配置到缓存中Map<String, String> map = checkAndGetBsConfig(argsMap);//是否鉴权，默认鉴权String authFlag = map.getOrDefault(AUTH_FLAG, "true");if (StrUtil.equals(authFlag, "false")) {log.warn("此请求不做鉴权");return point.proceed();}//是否限流，默认不限流if (StrUtil.equals(map.getOrDefault(LIMIT_FLAG, "false"), "true")) {//限流，systemNo作为key，划分不同来源的限流limitValidation(map);}String sign = null;//从注解中取签名，注解没有从参数中取if (StrUtil.isEmpty(authSign.sign())) {if (argsMap.get(SIGN) != null) {sign = argsMap.get(SIGN).toString();}else {throw new BusinessException("签名必传");}} else {sign = parseExpression(authSign.sign(), args, point);}//排除不参与签名的字段，注意：BaseRequest中若添加非前端传入参数需要在此排除！具体排除啥你说的算RSAUtil.execludeField(argsMap);//ASCII排序后拼接一个string，此处就是这个所有动态参数的map经过处理后生成的String sortASCIIStr = SortSignParamUtil.getSortASCIIStr(argsMap);//签名并验证boolean verify = RSAUtil.verify(sortASCIIStr, sign, map.get(PUBLIC_KEY));if (!verify) {throw new BusinessException("签名错误");}Object proceed = point.proceed();return proceed;
}

拿到参数后转为Map（去空处理）

checkAndGetBsConfig方法：验证参数并去bs拿到相关配置参数，有鉴权和限流开关

getSortASCIIStr方法：去掉空字段，只对第一层ASCII排序，通过key=value&形式进行拼接，数组以及List内部使用#拼接，对于每个List或对象内部仍然有List或对象的情况做递归处理；具体如下

/*** 去掉空字段，ASCII排序* 字段支持对象，list，不支持Map（Map用对象表示）* 外层排序，内部对象和list不排序*/
public static String getSortASCIIStr(Map<String, Object> map) throws IllegalAccessException {// 对所有传入参数按照字段名的 ASCII 码从小到大排序（字典序）List<Map.Entry<String, Object>> infoIds = new ArrayList<Map.Entry<String, Object>>(map.entrySet());Collections.sort(infoIds, new Comparator<Map.Entry<String, Object>>() {@Overridepublic int compare(Map.Entry<String, Object> o1, Map.Entry<String, Object> o2) {return (o1.getKey()).compareTo(o2.getKey());}});// 构造签名键值对的格式StringBuilder sb = new StringBuilder();for (Map.Entry<String, Object> item : infoIds) {if (item.getKey() != null || item.getKey() != "") {String key = item.getKey();Object val = item.getValue();if (!(val == "" || val == null)) {if (val instanceof Map) {continue;}//对象if (BeanUtil.isBean(val.getClass())) {StringBuilder objAppend = objAppend(val);sb.append(key + "=" + objAppend.toString() + "&");continue;}//判断list，不支持Map，如果以Map形式直接用对象表示if (val instanceof List) {List<Object> list = (List<Object>) val;StringBuilder listAppend = listAppend(list);sb.append(key + "=" + listAppend.toString() + "&");continue;}//数组 直接拼接if (ArrayUtil.isArray(val)) {//数组 #直接拼接StringBuilder sArray = new StringBuilder();Object[] objects = (Object[]) val;for (Object os : objects) {sArray.append(os + "#");}sb.append(key + "=" + sArray.toString() + "&");continue;}//普通字段sb.append(key + "=" + val + "&");}}}return sb.delete(sb.length() - 1, sb.length()).toString();
}/*** 对象组装*/
private static StringBuilder objAppend(Object obj) throws IllegalAccessException {StringBuilder sb = new StringBuilder();Field[] declaredFields = obj.getClass().getDeclaredFields();for (Field field : declaredFields) {field.setAccessible(true);Object o = field.get(obj);if (o != null) {//对象中还有list和对象if (BeanUtil.isBean(o.getClass())) {sb.append(objAppend(o));continue;}if (o instanceof List) {sb.append(listAppend((List) o));continue;}if (ArrayUtil.isArray(o)) {//数组 #直接拼接Object[] objects = (Object[]) o;for (Object os : objects) {sb.append(os + "#");}continue;}//对象内字段使用#拼接sb.append(field.getName() + "=" + o + "#");}}return sb;
}/*** list组装* 数组，对象*/
private static StringBuilder listAppend(List list) throws IllegalAccessException {StringBuilder s = new StringBuilder();for (Object obj : list) {if (obj != null) {if (BeanUtil.isBean(obj.getClass())) {//每一个对象s.append(objAppend(obj));continue;}//数组s.append(obj + "#");}}return s;
}

支持List，数组，对象，以及普通字段的处理；不支持Map（用对象表示），这里比较麻烦的就是参数如果是多层的情况，大家可以研究一下有没有更好的处理

限流设计

​ 单位时间内允许的请求数：采用Redis的zset滑动窗口限流的方式，具体设计如下

/*** 先根据时间滑动清除过期成员* 判断key的value中的有效访问次数是否超过最大限定值maxCount，若没超过，调用increment方法，将窗口内的访问数加一* 判断与数量增长同步处理** @param key            redis key* @param windowInSecond 窗口间隔，秒* @param maxCount       最大计数* @return 可访问 or 不可访问*/
public boolean canAccess(String key, int windowInSecond, long maxCount) {key = SLIDING_WINDOW + key;long currentMs = System.currentTimeMillis();// 窗口开始时间long windowStartMs = currentMs - windowInSecond * 1000;// 清除窗口过期成员Long aLong = cacheManager.zsetRemoveRangeByScore(NSP, key, 0, windowStartMs);//按key统计集合中的有效数量Long count = cacheManager.zsetZCard(NSP, key);if (count < maxCount) {increment(key, currentMs);return true;} else {log.warn("滑动窗口流控：key：{}， count：{}", key, count);return false;}
}/*** 滑动窗口计数增长** @param key            redis key*/
public void increment(String key, long currentMs) {// 单例模式(提升性能)// 添加当前时间 value=当前时间戳 score=当前时间戳cacheManager.zsetAdd(NSP, key, String.valueOf(currentMs), currentMs, 300);// 设置key过期时间
}

通过缓存或后台配置可以拿到窗口间隔、最大计数，保证在使用过程中可以后台更改限流策略实时生效，动态控制限流

  1. 清除窗口过期成员，zset remove从0到当前窗口开始时间，此时zset中全部是窗口区间的请求数
  2. 获取有效数量进行比较是否溢出
  3. 没有溢出则添加当前时间的记录

好处：

  1. 注解灵活控制哪些接口做鉴权处理，耦合性低，可用性高
  2. BS获取鉴权以及限流配置，实时生效，同时支持多端秘钥配置等分开管理，提高可维护性和相互之间的安全性
  3. ASCII排序+多类型多层级动态拼接：动态组装加密参数，增加复杂度，提高安全性
  4. RSA加密：非对称加密，公钥私钥分开使用，提高安全性，可用SM2替代
  5. 滑动窗口限流：防止限流不均匀，提高限流准确性，提高用户体验

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