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大长案例 - 通用的三方接口调用方案设计（上）

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阿里云

【AccessKey】

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华为云

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【AK和SK生成方案】最佳实践

设计API密钥管理系统是一项复杂且关键的任务，涉及生成、存储、分发和管理API密钥（包括Access Key和Secret Key），并确保系统的安全性。以下是设计API密钥管理系统的一些关键要素和最佳实践。

1. 创建API密钥管理系统

• 系统架构: API密钥管理系统可以是一个独立的服务器应用，或者与你的主应用集成在一起。确保系统的架构符合你的业务需求和扩展性要求。
• 核心功能: 包括生成和管理API密钥、分发机制、安全性保障等。

2. 生成AK和SK

• AK（Access Key）: AK是公开的标识符，用于标识客户的身份。可以使用随机字符串、UUID等方式生成，确保唯一且难以猜测。
• SK（Secret Key）: SK是用于生成身份验证签名和加密访问令牌的私钥。可以使用随机字符串、哈希函数等方式生成，确保其足够复杂和安全。
• 密钥长度: 使用足够长的密钥长度，通常16字节以上，以确保其安全性。

3. 存储和管理AK和SK

• 存储方式: 将AK和SK存储在数据库或其他持久化存储中，确保安全性。考虑使用加密的形式存储SK。
• 权限控制: 实施严格的权限控制，确保只有授权的用户和系统组件可以访问AK和SK。
• 加密处理: 对SK进行加密处理，确保即使数据库泄露，也无法轻易获取SK。
• 关联客户信息: 将AK和SK与客户的其他相关信息关联，方便管理和查询。

4. 提供API密钥分发机制

• 分发方式: 客户可以通过提供的界面、API或者自助注册流程来获取他们的AK和SK。确保分发过程的安全性。
• 安全传输: 在分发过程中，使用加密连接（如HTTPS）或其他安全通道传递AK和SK，确保密钥不会被截获或泄露。
• 身份验证: 在分发前，验证客户的身份，确保只有授权的客户才能获得AK和SK。

5. 安全性

• 安全审计: 对API密钥管理系统进行安全审计，检查潜在的漏洞和安全风险。确保系统符合安全最佳实践。
• 定期轮换: 定期轮换AK和SK，降低潜在风险。提供安全的密钥更新机制，确保客户在密钥轮换期间的业务连续性。
• 身份验证和权限控制: 在设计接口时，使用AK和SK进行身份验证和权限控制，确保只有授权的访问请求被接受。
• 监控和报警: 设置监控和报警机制，检测异常访问和潜在的安全风险。

6. 其他注意事项

• 备份和恢复: 确保有备份和恢复机制，以防止数据丢失或系统故障。
• 日志记录: 记录密钥生成、分发、访问等操作的日志，以便审计和排查问题。
• 用户教育: 向客户提供安全使用API密钥的指南，提醒他们避免泄露和滥用密钥。

设计API密钥管理系统需要确保安全性、可靠性和可扩展性。通过合理的生成、存储、分发和管理机制，可以确保AK和SK的安全，并提供稳定的服务。

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DB Model Design

CREATE TABLE api_credentials (
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    app_id VARCHAR(255) NOT NULL,
    access_key VARCHAR(255) NOT NULL,
    secret_key VARCHAR(255) NOT NULL,
    valid_from DATETIME NOT NULL,
    valid_to DATETIME NOT NULL,
    enabled TINYINT(1) NOT NULL DEFAULT 1,
    allowed_endpoints VARCHAR(255),
    created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);

SQL表设计提供了管理API密钥信息的基础结构，定义了每个API密钥的属性和相关信息。

表结构

• 表名: api_credentials - 这个表用于存储API密钥及其相关信息。
• 主键: id - 自增的唯一标识符，确保每个记录在表中都是唯一的。
• 应用程序ID: app_id - 用于将API密钥与特定应用程序关联，可以是一个字符串标识符。
• 访问密钥: access_key - 公开的访问密钥，用于标识客户身份。通常使用随机字符串生成。
• 秘密密钥: secret_key - 私有的密钥，用于签名和身份验证。需要高度保密，可能需要加密存储。
• 有效期:
  • valid_from - AKSK有效期的起始时间。
  • valid_to - AKSK有效期的结束时间。
• 启用状态: enabled - 用于指示该API密钥是否启用，1表示启用，0表示禁用。
• 允许的端点: allowed_endpoints - 逗号分隔的允许访问的接口/端点列表，可能为空表示允许所有端点。
• 创建时间: created_at - 自动记录创建时间，方便审计和日志记录。

Next考虑

• 索引: 为app_id、access_key等字段添加索引，以提高查询性能。确保查询操作高效，特别是身份验证过程。
• 数据完整性: 确保app_id和access_key具有唯一性，以避免重复的密钥。
• 密钥的安全性: 考虑对secret_key进行加密存储，防止密钥泄露。可以使用对称加密算法加密，并在读取时解密。
• 访问控制: 实施严格的访问控制，确保只有授权用户可以访问和管理这些数据。
• 业务逻辑: 根据应用程序需求，可能需要添加其他字段。例如，描述字段、所属用户字段等，以满足业务需求。

其他建议

• 轮换密钥: 设计一个机制来定期轮换API密钥，并确保旧密钥的安全销毁。
• 日志记录和审计: 记录对API密钥的操作日志，便于安全审计和问题排查。
• 异常处理: 设计处理密钥过期、禁用和其他异常的逻辑，确保应用程序的稳定性。

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API接口设计指导

1. 使用POST作为接口请求方式

POST相对GET更安全，参数不会暴露在URL中，适合传递敏感信息。

• 建议: 使用HTTPS加密传输，防止中间人攻击。对于不涉及敏感信息的读取操作，GET仍然可以使用。

2. 客户端IP白名单

通过限制访问IP，可以增加安全性。

• 注意: 需谨慎处理IP迁移，确保白名单及时更新。考虑使用防火墙、反向代理等工具来管理白名单。

3. 单个接口针对IP限流

限流可以防止恶意请求，保护系统稳定性。

• 实现方式: 使用Redis等内存数据库实现计数和过期机制，确保性能和实时性。
• 注意: 设置合理的限流策略，防止误伤正常用户。

4. 记录接口请求日志

日志记录有助于问题排查和审计。

• 建议: 使用AOP（面向切面编程）技术全局处理接口请求，记录必要信息。确保日志不包含敏感数据。

5. 敏感数据脱敏

在接口中处理敏感数据时，需要确保其安全性。

• 建议: 使用RSA等非对称加密方式保护敏感数据。对于日志和错误信息，应确保脱敏处理，防止数据泄露。

6. 幂等性问题

幂等性确保多次请求产生相同结果。

• 实现方式: 使用唯一随机数（如UUID）或请求ID确保幂等性。将请求ID存储在Redis中，防止重复请求。
• 注意: 幂等性主要适用于POST、PUT、DELETE等会改变状态的请求。

7. 版本控制

为了保持API稳定性，需要引入版本控制。

• 实现方式: 在API路径中加入版本号，如/v1/resource。确保不同版本的接口相互独立。
• 注意: 避免破坏性更改，确保接口的向后兼容性。

8. 响应状态码规范

使用HTTP状态码可以帮助客户端理解响应结果。

• 建议: 使用标准的HTTP状态码，200表示成功，4xx表示客户端错误，5xx表示服务器错误。
• 扩展: 使用枚举类（Enum）定义状态码和消息，以确保代码的可读性和一致性。

9. 统一响应数据格式

统一响应格式可以简化客户端处理逻辑。

• 实现方式: 定义统一的响应数据格式，包括状态码、信息描述、数据等。可以根据状态码判断请求结果。
• 注意: 确保格式简单明了，方便客户端快速处理响应。

10. 接口文档

良好的接口文档可以提高开发效率，降低沟通成本。

• 工具: 使用Swagger、Postman等工具生成和管理接口文档，方便开发和测试。
• 建议: 确保文档与代码保持一致，避免因文档错误导致的混乱。文档应包含详细的接口描述、参数和示例。

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