REST API 安全设计指南

REST API 安全设计指南。REST的全称是REpresentational State Transfer,它利用传统Web特点,提出提出一个既适于客户端应用又适于服务端的应用的、统一架构,极大程度上统一及简化了网站架构设计。

目前在三种主流的Web服务实现方案中,REST模式服务相比复杂的SOAP和XML-RPC对比来讲,更加简洁,越来越多的web服务开始使用REST设计并实现。但其缺少安全特性,《REST API 安全设计指南》就是一个REST API安全设计的指南,权当抛砖引玉,推荐网站后台设计及网站架构师们阅读。

1,REST API 简介

REST的全称是REpresentational State Transfer,表示表述性无状态传输,无需session,所以每次请求都得带上身份认证信息。rest是基于http协议的,也是无状态的。只是一种架构方式,所以它的安全特性都需我们自己实现,没有现成的。建议所有的请求都通过https协议发送。RESTful web services 概念的核心就是“资源”。 资源可以用 URI 来表示。客户端使用 HTTP 协议定义的方法来发送请求到这些 URIs,当然可能会导致这些被访问的”资源“状态的改变。HTTP请求对应关系如下:

========== ===================== ========================
HTTP 方法 行为 示例
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GET 获取资源的信息 http://xx.com/api/orders
GET 获取某个特定资源的信息 http://xx.com/api/orders/123
POST 创建新资源 http://xx.com/api/orders
PUT 更新资源 http://xx.com/api/orders/123
DELETE 删除资源 http://xx.com/api/orders/123
========== ====================== =======================
对于请求的数据一般用json或者xml形式来表示,推荐使用json。

2,身份认证

身份认证包含很多种,有HTTP Basic,HTTP Digest,API KEY,Oauth,JWK等方式,下面简单讲解下:

2.1 HTTP Basic

REST由于是无状态的传输,所以每一次请求都得带上身份认证信息,身份认证的方式,身份认证的方式有很多种,第一种便是http basic,这种方式在客户端要求简单,在服务端实现也非常简单,只需简单配置apache等web服务器即可实现,所以对于简单的服务来说还是挺方便的。但是这种方式安全性较低,就是简单的将用户名和密码base64编码放到header中。 base64编码前:Basic admin:admin
base64编码后:Basic YWRtaW46YWRtaW4=
放到Header中:Authorization: Basic YWRtaW46YWRtaW4=
正是因为是简单的base64编码存储,切记切记在这种方式下一定得注意使用ssl,不然就是裸奔了。 在某些产品中也是基于这种类似方式,只是没有使用apache的basic机制,而是自己写了认证框架,原理还是一样的,在一次请求中base64解码Authorization字段,再和认证信息做校验。很显然这种方式有问题,认证信息相当于明文传输,另外也没有防暴力破解功能。

2.2 API KEY

API Key就是经过用户身份认证之后服务端给客户端分配一个API Key,类似:http://example.com/api?key=dfkaj134,一般的处理流程如下: 一个简单的设计示例如下: client端:1

server端:

2

client端向服务端注册,服务端给客户端发送响应的api_key以及security_key,注意保存不要泄露,然后客户端根据api_key,secrity_key,timestrap,rest_uri采用hmacsha256算法得到一个hash值sign,构造途中的url发送给服务端。 服务端收到该请求后,首先验证api_key,是否存在,存在则获取该api_key的security_key,接着验证timestrap是否超过时间限制,可依据系统成而定,这样就防止了部分重放攻击,途中的rest_api是从url获取的为/rest/v1/interface/eth0,最后计算sign值,完之后和url中的sign值做校验。这样的设计就防止了数据被篡改。 通过这种API Key的设计方式加了时间戳防止了部分重放,加了校验,防止了数据被篡改,同时避免了传输用户名和密码,当然了也会有一定的开销。

2.3 Oauth1.0a或者Oauth2

OAuth协议适用于为外部应用授权访问本站资源的情况。其中的加密机制与HTTP Digest身份认证相比,安全性更高。使用和配置都比较复杂,这里就不涉及了。

2.4 JWT

JWT 是JSON Web Token,用于发送可通过数字签名和认证的东西,它包含一个紧凑的,URL安全的JSON对象,服务端可通过解析该值来验证是否有操作权限,是否过期等安全性检查。由于其紧凑的特点,可放在url中或者 HTTP Authorization头中,具体的算法就如下图

3

3 授权

身份认证之后就是授权,根据不同的身份,授予不同的访问权限。比如admin用户,普通用户,auditor用户都是不同的身份。简单的示例: php
$roles = array(
'ADMIN'=>array(
'permit'=>array('/^((\/system\/(clouds|device)$/'), // 允许访问哪些URL的正则表达式
'deny'=>array('/^(\/system\/audit)$/') // 禁止访问哪些URL的正则表达式
),
'AUDIT'=>array(
'permit'=>array('/^(\/system\/audit)$/'),//允许访问的URL正则表达式
'deny'=>array('/^((\/system\/(clouds|device).*)$/')
)
);
上述是垂直权限的处理,如果遇到了平行权限的问题,如用户A获取用户B的身份信息或者更改其他用户信息,对于这些敏感数据接口都需要加上对用户的判断,这一步一般都在具体的逻辑实现中实现。

4 URL过滤

在进入逻辑处理之前,加入对URL的参数过滤,如/site/{num}/policy 限定num位置为整数等,如果不是参数则直接返回非法参数,设定一个url清单,不在不在url清单中的请求直接拒绝,这样能防止开发中的api泄露。rest api接口一般会用到GET,POST,PUT,DELETE,未实现的方法则直接返回方法不允许,对于POST,PUT方法的数据采用json格式,并且在进入逻辑前验证是否json,不合法返回json格式错误。

5 重要功能加密传输

第一步推荐SSL加密传输,同时对于系统中重要的功能做加密传输,如证书,一些数据,配置的备份功能,同时还得确保具备相应的权限,这一步会在授权中涉及。

6 速率限制

请求速率限制,根据api_key或者用户来判断某段时间的请求次数,将该数据更新到内存数据库(redis,memcached),达到最大数即不接受该用户的请求,同时这样还可以利用到内存数据库key在特定时间自动过期的特性。在php中可以使用APC,Alternative PHP Cache (APC) 是一个开放自由的PHP opcode 缓存。它的目标是提供一个自由、 开放,和健全的框架用于缓存和优化PHP的中间代码。在返回时设置X-Rate-Limit-Reset:当前时间段剩余秒数,APC的示例代码如下: php
Route::filter('api.limit', function()
{
$key = sprintf('api:%s', Auth::user()->api_key);
// Create the key if it doesn't exist
Cache::add($key, 0, 60);
// Increment by 1
$count = Cache::increment($key);
// Fail if hourly requests exceeded
if ($count > Config::get('api.requests_per_hour'))
{
App::abort(403, 'Hourly request limit exceeded');
}
});

7 错误处理

对于非法的,导致系统出错的等请求都进行记录,一些重要的操作,如登录,注册等都通过日志接口输出展示。有一个统一的出错接口,对于400系列和500系列的错误都有相应的错误码和相关消息提示,如401:未授权;403:已经鉴权,但是没有相应权限。如不识别的url:{"result":"Invalid URL!"},错误的请求参数{"result":"json format error"},不允许的方法:{"result":"Method Not Allowed"},非法参数等。上面所说的都是单状态码,同时还有多状态码,表示部分成功,部分字符非法等。示例如下:

8 重要ID不透明处理

在系统一些敏感功能上,比如/user/1123 可获取id=1123用户的信息,为了防止字典遍历攻击,可对id进行url62或者uuid处理,这样处理的id是唯一的,并且还是字符安全的。

9 其他注意事项

(1)请求数据,对于POST,DELETE方法中的数据都采用json格式,当然不是说rest架构不支持xml,由于xml太不好解析,对于大部分的应用json已经足够,近一些的趋势也是json越来越流行,并且json格式也不会有xml的一些安全问题,如xxe。使用json格式目前能防止扫描器自动扫描。 (2)返回数据统一编码格式,统一返回类型,如Content-Type: application/json; charset=”UTF-8″ (3)在逻辑实现中,json解码之后进行参数验证或者转义操作,第一步json格式验证,第二步具体参数验证基本上能防止大部分的注入问题了。 (4)在传输过程中,采用SSL保证传输安全。 (5)存储安全,重要信息加密存储,如认证信息hash保存。

总之,尽量使用SSL。

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