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# 短信接口签名验证使用指南
## 概述
为了防止短信发送接口被恶意刷取系统实现了基于HMAC-SHA256的签名验证机制。所有发送短信的请求必须包含有效的签名否则请求将被拒绝。
## 工作原理
1. **前端生成签名**使用密钥对请求参数进行HMAC-SHA256签名
2. **后端验证签名**:后端使用相同密钥重新计算签名并比对
3. **时间戳验证**防止重放攻击时间戳必须在5分钟内有效
4. **随机数验证**每次请求必须包含唯一的随机字符串nonce
5. **参数编码传输**推荐将所有参数包括签名编码成Base64字符串后传输隐藏参数结构增加安全性
## 配置说明
### 后端配置
`config.yaml` 中配置签名相关参数:
```yaml
sms:
# ... 其他配置 ...
# 签名验证配置
signature_enabled: true # 是否启用签名验证
signature_secret: "TyApi2024SMSSecretKey!@#$%^&*()_+QWERTYUIOP" # 签名密钥(请修改为复杂密钥)
```
**重要提示**
- 生产环境必须修改 `signature_secret` 为复杂的随机字符串
- 密钥长度建议至少32个字符
- 密钥应包含大小写字母、数字和特殊字符
## 签名算法
### 1. 构建待签名字符串
将请求参数(排除`signature`字段按key排序拼接成以下格式
```
key1=value1&key2=value2&timestamp=1234567890&nonce=random_string
```
### 2. 计算HMAC-SHA256签名
使用配置的密钥对待签名字符串进行HMAC-SHA256计算结果转换为hex编码。
### 3. 请求参数
系统支持两种请求方式:
#### 方式1直接传递参数
发送请求时直接传递所有字段:
```json
{
"phone": "13800138000",
"scene": "register",
"timestamp": 1704067200,
"nonce": "a1b2c3d4e5f6g7h8",
"signature": "abc123def456..."
}
```
#### 方式2编码后传输推荐更安全
将所有参数包括签名编码成Base64字符串后传输只传递一个`data`字段:
```json
{
"data": "eyJwaG9uZSI6IjEzODAwMTM4MDAwIiwic2NlbmUiOiJyZWdpc3RlciIsInRpbWVzdGFtcCI6MTcwNDA2NzIwMCwibm9uY2UiOiJhMWIyYzNkNGE1ZjYiLCJzaWduYXR1cmUiOiJhYmMxMjNkZWY0NTYifQ=="
}
```
**编码传输的优势**
- 隐藏参数结构,增加破解难度
- 参数不可见,防止参数被直接修改
- 增加一层编码保护
## 前端实现
### Node.js 示例
参考文件:`tyapi-frontend/public/examples/nodejs/sms_signature_demo.js`
#### 方式1直接传递参数
```javascript
const crypto = require('crypto');
function generateSignature(params, secretKey, timestamp, nonce) {
// 1. 构建待签名字符串
const keys = Object.keys(params)
.filter(k => k !== 'signature')
.sort();
const parts = keys.map(k => `${k}=${params[k]}`);
parts.push(`timestamp=${timestamp}`);
parts.push(`nonce=${nonce}`);
const signString = parts.join('&');
// 2. 计算HMAC-SHA256签名
const signature = crypto
.createHmac('sha256', secretKey)
.update(signString)
.digest('hex');
return signature;
}
// 使用示例
const params = { phone: '13800138000', scene: 'register' };
const timestamp = Math.floor(Date.now() / 1000);
const nonce = generateRandomString(16);
const secretKey = 'your_secret_key';
const signature = generateSignature(params, secretKey, timestamp, nonce);
// 发送请求
const requestBody = {
phone: '13800138000',
scene: 'register',
timestamp: timestamp,
nonce: nonce,
signature: signature,
};
```
#### 方式2编码后传输推荐
```javascript
// 1. 生成签名(同上)
const params = { phone: '13800138000', scene: 'register' };
const timestamp = Math.floor(Date.now() / 1000);
const nonce = generateRandomString(16);
const secretKey = 'your_secret_key';
const signature = generateSignature(params, secretKey, timestamp, nonce);
// 2. 构建包含所有参数的JSON对象
const allParams = {
phone: '13800138000',
scene: 'register',
timestamp: timestamp,
nonce: nonce,
signature: signature,
};
// 3. 编码为Base64
const jsonString = JSON.stringify(allParams);
const encodedData = Buffer.from(jsonString).toString('base64');
// 4. 发送请求只传递data字段
const requestBody = {
data: encodedData,
};
```
### 浏览器 JavaScript 示例
参考文件:`tyapi-frontend/public/examples/javascript/sms_signature_demo.js`
#### 方式1直接传递参数
```javascript
async function generateSignature(params, secretKey, timestamp, nonce) {
// 1. 构建待签名字符串
const keys = Object.keys(params)
.filter(k => k !== 'signature')
.sort();
const parts = keys.map(k => `${k}=${params[k]}`);
parts.push(`timestamp=${timestamp}`);
parts.push(`nonce=${nonce}`);
const signString = parts.join('&');
// 2. 使用Web Crypto API计算HMAC-SHA256签名
const encoder = new TextEncoder();
const keyData = encoder.encode(secretKey);
const messageData = encoder.encode(signString);
const cryptoKey = await crypto.subtle.importKey(
'raw',
keyData,
{ name: 'HMAC', hash: 'SHA-256' },
false,
['sign']
);
const signature = await crypto.subtle.sign('HMAC', cryptoKey, messageData);
const hashArray = Array.from(new Uint8Array(signature));
const hashHex = hashArray.map(b => b.toString(16).padStart(2, '0')).join('');
return hashHex;
}
// 使用示例
const params = { phone: '13800138000', scene: 'register' };
const timestamp = Math.floor(Date.now() / 1000);
const nonce = generateNonce(16);
const secretKey = 'your_secret_key';
const signature = await generateSignature(params, secretKey, timestamp, nonce);
// 发送请求
const requestBody = {
phone: '13800138000',
scene: 'register',
timestamp: timestamp,
nonce: nonce,
signature: signature,
};
```
#### 方式2编码后传输推荐
```javascript
// 1. 生成签名(同上)
const params = { phone: '13800138000', scene: 'register' };
const timestamp = Math.floor(Date.now() / 1000);
const nonce = generateNonce(16);
const secretKey = 'your_secret_key';
const signature = await generateSignature(params, secretKey, timestamp, nonce);
// 2. 构建包含所有参数的JSON对象
const allParams = {
phone: '13800138000',
scene: 'register',
timestamp: timestamp,
nonce: nonce,
signature: signature,
};
// 3. 编码为Base64浏览器环境
const jsonString = JSON.stringify(allParams);
const encodedData = btoa(unescape(encodeURIComponent(jsonString)));
// 4. 发送请求只传递data字段
const requestBody = {
data: encodedData,
};
```
## 密钥隐藏策略
由于前端代码可以被查看,完全隐藏密钥是不可能的。但可以通过以下方式增加破解难度:
### 1. 字符串拆分和拼接
```javascript
function getSecretKey() {
const part1 = 'TyApi2024';
const part2 = 'SMSSecret';
const part3 = 'Key!@#$%^';
return part1 + part2 + part3;
}
```
### 2. 字符数组拼接
```javascript
function getSecretKey() {
const chars = ['T', 'y', 'A', 'p', 'i', ...];
return chars.join('');
}
```
### 3. Base64编码混淆
```javascript
function getSecretKey() {
const encoded = 'base64_encoded_string';
return atob(encoded);
}
```
### 4. 代码混淆
使用构建工具如webpack、rollup等进行代码混淆和压缩使密钥更难被发现。
### 5. 后端代理(推荐)
将签名逻辑放在后端代理接口中,前端只调用代理接口,不直接包含密钥。
## 安全建议
1. **定期更换密钥**建议每3-6个月更换一次签名密钥
2. **监控异常请求**:监控签名验证失败的请求,及时发现攻击行为
3. **结合其他防护措施**
- IP限流
- 设备指纹识别
- 验证码(图形验证码)
- 行为分析
4. **日志记录**记录所有签名验证失败的请求包括IP、User-Agent等信息
## 错误处理
### 常见错误
1. **签名字段缺失**:返回 `"签名字段缺失"`
2. **时间戳无效**:返回 `"时间戳无效"`
3. **请求已过期**:返回 `"请求已过期,时间戳超出容差范围"`
4. **签名验证失败**:返回 `"签名验证失败"`
### 时间戳容差
系统允许的时间戳容差为 **5分钟**300秒。如果请求时间戳与服务器时间差超过5分钟请求将被拒绝。
## 测试
### 测试签名生成
```bash
# 使用Node.js示例
node tyapi-frontend/public/examples/nodejs/sms_signature_demo.js
```
### 测试API调用
```bash
curl -X POST http://localhost:8080/api/v1/users/send-code \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{
"phone": "13800138000",
"scene": "register",
"timestamp": 1704067200,
"nonce": "a1b2c3d4e5f6g7h8",
"signature": "计算得到的签名"
}'
```
## 注意事项
1. **时间同步**:确保客户端和服务器时间同步,避免时间戳验证失败
2. **随机数唯一性**每次请求的nonce应该是唯一的可以使用UUID或时间戳+随机数
3. **密钥安全**:生产环境密钥不要提交到代码仓库,应使用环境变量或密钥管理服务
4. **向后兼容**:如果需要在开发环境禁用签名验证,可以设置 `signature_enabled: false`
## 相关文件
- 后端签名工具:`internal/shared/crypto/signature.go`
- 后端Handler`internal/infrastructure/http/handlers/user_handler.go`
- 配置结构:`internal/config/config.go`
- Node.js示例`tyapi-frontend/public/examples/nodejs/sms_signature_demo.js`
- 浏览器示例:`tyapi-frontend/public/examples/javascript/sms_signature_demo.js`