使用WebAssembly对前端API请求进行签名

网友投稿 318 2023-05-28

背景

server端处理WebAPI请求的安全问题:

请求重放 (eg. 月饼抢购场景中,程序员通过脚本直接访问接口) 参数篡改 (eg. 会话劫持场景中,将应该抢购到的月饼归属人改为自己) 脚本攻击 (eg. 综合前两种场景,使用技术手段构建的请求进行攻击,如信息窃取,漏洞攻击) 可信客户端请求 (eg. 以上所有场景根因均为访问客户端不可信并不可证伪)

解决方案

对请求参数+cnonce (客户端生成的一次性随机字符串) 进行hash签名 以secret作为盐值 将签名作为header值传递给server端 server端在redis中查验是否已有重复签名,如有重复直接拒绝请求(防止请求重放) server端对签名值进行校验 校验通过之后将该签名值作为key值,存入redis

总体流程如下图所示:

代码示例

前端使用示例(TypeScript Vue3 版本):

复制<script setup>  import { onMounted } from"vue" import initWasm, {sign} from"./pkg/sign.js"; // 通过wasm-pack打包生成的二进制包的入口文件  import { v4 as uuidv4 } fromuuid; // 此示例以生成的UUID作为cnonce随机字符串  onMounted(async () => {      await initWasm()  })  const sendRequest = () => {      const cnonce = uuidv4()      const params: EncryptedParams = {          nameJohn         age: 23,          breed: dog         ts: Date.now()      }      const wasmSignature = sign(JSON.stringify(params), cnonce);      ...      axios.post(something);  </script>  1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.

签名机制示例,server端接受到请求时,应该同时获得签名值以及cnonce一次性字符串,按照下面同样的签名顺序进行签名,比对前端传入的签名以及server端生成的签名进行校验:

复制const encryptedSign = (message: string, cnonce: string): string => {    const secret = XXXXXXX // 该签名盐值可以自行生成,生成之后需要重新编译rust应用,生成新的wasm包    const hashDigest = sha256(`${cnonce}|${message}`)    const hmacDigest = Base64.stringify(hmacSHA512(hashDigest.toString().toUpperCase(), secret))    return hmacDigest.toString().toUpperCase()  1.2.3.4.5.6.

签名机制示例 (rust 版本): 

复制extern crate wasm_bindgen;  use ring::hmac;  use ring::digest::{Context, SHA256};  use data_encoding::BASE64;  use data_encoding::HEXUPPER;  use wasm_bindgen::prelude::*;  #[wasm_bindgen]  pub fn ron_weasley_sign (message: &str, cnonce: &str) -> String {      const SECRET: &str = std::env!("SECRET");      let mut context = Context::new(&SHA256);      context.update(format!("{}|{}", cnonce, message).as_bytes());      let sha256_result = context.finish();      let sha256_result_str = format!("{}", HEXUPPER.encode(sha256_result.as_ref()));      let key = hmac::Key::new(hmac::HMAC_SHA512, SECRET.as_bytes());      let mac = hmac::sign(&key, sha256_result_str.as_bytes());      let b64_encoded_sig = BASE64.encode(mac.as_ref());      return b64_encoded_sig.to_uppercase();  1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.

构建rust源代码,并生成对应的二进制包

首先在项目的github地址

https://github.com/swearer23/ron-weasley 下载源代码

之后按照README文件的步骤安装编译环境(以*nix环境为例)

安装cargo

由于我们使用cargo作为rust环境的管理器,所以第一步安装cargo

安装完成后在命令行输入cargo -v 查看是否安装成功

复制cargo -v # 可能需要重新启动终端  Rusts package manager  USAGE:      cargo [+toolchain] [OPTIONS] [SUBCOMMAND]  OPTIONS:      -V, --version                  Print version info and exit         --list                     List installed commands         --explain <CODE>           Run `rustc --explain CODE`     -v, --verbose                  Use verbose output (-vv very verbose/build.rs output)     -q, --quiet                    No output printed to stdout         --color <WHEN>             Coloring: auto, always, never         --frozen                   Require Cargo.lock and cache are up to date         --locked                   Require Cargo.lock is up to date         --offline                  Run without accessing the network         --config <KEY=VALUE>...    Override a configuration value (unstable)     -Z <FLAG>...                   Unstable (nightly-only) flags to Cargo, see cargo -Z helpfor details      -h, --help                     Prints help information Some common cargo commands are (see all commands with--list):     build, b    Compile the current package      check, c    Analyze the current package and report errors, but dont build object files      clean       Remove the target directory      doc, d      Build this packages and its dependencies documentation      new         Create a new cargo package      init        Create a new cargo package in an existing directory      run, r      Run a binaryor example of the local package      test, t     Run the tests      bench       Run the benchmarks      updateUpdate dependencies listed in Cargo.lock      search      Search registry for crates      publish     Package and upload this package to the registry      install     Install a Rust binaryDefault location is $HOME/.cargo/bin      uninstall   Uninstall a Rust binary See cargo help <command>for more information on a specific command.  1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.37.

安装wasm-pack

要构建二进制包,需要一个额外工具 wasm-pack。它会帮助我们把代码编译成 WebAssembly 并构建出适用于web环境的wasm包。使用下面的命令可以下载并安装:

复制cargo install wasm-pack  1.

编译wasm

wasm-pack安装成功后,执行下面的命令以编译wasm包

复制SECRET= wasm-pack build --target=web --release 1.

<your-secret>替换为你的签名盐值

第一次构建和编译时间会比较长,需要下载依赖的rust库并编译,请耐心等待

如果速度仍然很慢,建议更换cargo国内源

更换 cargo 源

在你的cargo文件夹下新建 config 文件

macos中,文件夹地址在 ~/.cargo 

复制cd ~/.cargo  touch config  1.2.

然后编辑config文件,添加如下内容: 

复制[source.crates-io]  registry = "https://github.com/rust-lang/crates.io-index" replace-with = ustc [source.ustc]  registry = "git://mirrors.ustc.edu.cn/crates.io-index" 1.2.3.4.5.

即可更换为ustc的源

集成

执行wasm-pack命令打包会得到一个名为pkg的文件夹,位于项目的根目录下

将其放入要使用的前端项目中,即可以像上面代码示例章节所描述的方式进行集成和调用

附录

rust 项目地址:https://github.com/swearer23/ron-weasley vue3 调用方式示例项目地址:https://github.com/swearer23/harry-porter (内含有secret=123456的wasm包,可以用于示例)

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