API接口入门（二）：API接口的签名验签和加解密原理
上篇文章：《API接口入门（一）：读懂API接口文档》已经解释了什么是API接口，API接口的基本交互是怎么样的？读完后我们可以知道，API接口应用实际上是系统间通讯的过程，A向B传输参数，B向A返回结果。那本章将讲解API接口传输的签名和加密。
适合阅读的人群：产品经理及求职者
本文目录：
- API接口为什么要签名加密？
- API接口如何加密？
一、API接口为什么要签名加密？
想象一个场景：一位许久不见的好兄弟，突然在微信里面跟你说“兄弟，借我1万应急呗”，你会怎么反应？
我想大部分人马上的反应就是：是不是被盗号了？他是本人吗？
实际上这是我们日常生活中常见的通讯行为，系统间调用API和传输数据的过程无异于你和朋友间的微信沟通，所有处于开放环境的数据传输都是可以被截取，甚至被篡改的。因而数据传输存在着极大的危险，所以必须加密。
加密核心解决两个问题：
- 你是本人吗？（签名验签）
- 你传过来的信息是对的吗？（加密解密）
二、API接口如何签名验签和加密解密？
古代人写信通过邮差传信，路途遥远，他们为了避免重要的内容被发现，决定用密文来写信，比如我想表达“八百标兵上北坡”，我写成800north，并且收件人也知道怎么阅读这份信息，即使路上的人截取偷看了，也看不懂你们在说的什么意思。同时我在文末签上我的字迹，在盒子里放上我的信物（比如一片羽毛等等），这样收件人也就知道这份信是我寄出的了。
这被称为“对称性密码”，也就是加密的人用A方式加密，解密的人用A方式解密，有什么缺点呢？
如果你经常传输，这就很容易被发现了密码规律，比如我很快就知道你寄信都会带上一片羽毛，那我以后也可以搞一片羽毛来冒充你了。加上，如果我要给很多人寄信，我就要跟每个人告诉我的加密方式，说不准有一个卧底就把你的加密方式出卖了。
因为互联网传输的对接方数量和频率非常高，显然搞个对称性密码是不安全的。于是，基于对称性密码延伸出“非对称密码”的概念。
1. 公私钥——签名验签及加解密原理
通俗的解释：A要给B发信息，B先把一个箱子给A，A收到之后把信放进箱子，然后上锁，上锁了之后A自己也打不开，取不出来了，因为钥匙在B的手里，这样即使路上被截取了，别人也打不开箱子看里面的信息，最后B就能安全地收到A发的信了，并且信息没有泄露。
现在我们以一个单向的A发信息给B的场景进行深入了解公私钥工作原理。
- 发送者和接收者都有2套加解密的方法，而且他们把其中一套加密方法a和解密方法b都公开（虚线标黑）；
- 这里提到的加解密，因为密码学过于深奥，无法解释。大家需默认加密方法是不能反推出解密方法的，解密方法是不能反推出加密方法的。a加密就必须a解密，b加密就必须b解密；
- 现在A需要向B发送一条信息，因为信息的内容很重要，他就用接收者B的加密方法c进行加密，这样只有B自己的解密方法c才能解开，任何人获取了都解开不了，包括A自己也解不开；
- 在A向B发送信息的同时，需要带上自己的签名，这个时候A用自己才知道的加密方法b进行加密，因为任何人都知道解密方法b，所以任何人都可以看到A的签字，也就是任何人都知道这条是A发出来的信息，但因为签名不是不能公开的信息，所以被解密了也没有关系。
总结：
（1）签名会被任何人获取，但因为签名内容不涉及核心内容，被获取破解是OK的。
（2）重要内容只能接收方解密，任何人获取了都无法解密。
（3）接收者B只有验证签名者是A的信息，才会执行接下来的程序。阿猫阿狗发来的信息不予执行。
捣局者C可能的情况：
（1）他获取到这条信息是A发出的，但看不明白加密的内容。
（2）他可以也用接受者B的加密方法c向接收者B发信息，但他无法冒充发送者A的签名，所以B不会接受C的请求。
（2）公私钥的非对称加密+session key对称加密
2. 公私钥的非对称加密+session key对称加密
上一小节解释的公私钥加密是标准和安全的，但因为这类非对称加密对系统运算的需求比较大，在保证安全的前提下，还是尽量希望提升程序响应的时效。所以目前主流应用的另一种加密方式是公私钥的非对称加密+session key对称加密。
- 当A向B发送信息的时候，不需要用到B的公私钥。
- A用自己的加密方法b加密签名和一条空信息，因为信息无关重要，被破解了也没关系，B利用解密方法b验证了是A发来的信息。
- 这个时候，接收者B用发送者A的加密方法a，加密一个有时效的加密方法给A（相当于告诉A，这2个小时，我们用这个暗号进行沟通），因为只有A有解密方法，所以别人获取了也不能知道session key是什么。
- A接收到session key了以后，A用这种有时效的加密函数发送重要信息，签名仍用加密方法b加密，B用同样一个加密函数解密（实际上变成了对称加密，大家都用同样的方式加解密）
- 2小时后，再重复第2步，更新加密方法。
3. 总结
（1）当B向A发出临时有效的加密方法之后，通讯的过程变为了对称加密；
（2）这类加密方式的核心是时效性，必须在短时间内更新，否则固定的规律容易被获取破解。
捣局者C可能的情况：
（1）他获取到B发出的session key的加密文件，无法破解session key是什么。因为解密方法在A手上；
（2）通过各种手段，C破解出session key的加解密方法，但因为时效已到，session key更新，C徒劳无功；
（3）C在时效内破解出session key，但无法冒充A的签名。
以上是2种常见的加解密方式，每个开放平台会在概述中最开始介绍API调用的安全加解密方法，这是每个对接过程中必须的准备流程，如微信企业平台在概述中就已介绍利用第2种方法（企业微信命名为access_token）进行加解密传输。
三、最后
以上就是API签名验签和加解密的基本原理，接下来我会继续更新API的请求方式等问题，同时以企业微信，微信开放平台等大型开放平台的业务解释各平台支持的现有功能。
综上，水平有限，如有纰漏，敬请指出。
作者：就是爱睡觉；已任职电商和金融业行业的产品岗位3年时间，目前业务以TO B业务为主，文章是用于记录自己在产品工作的思考和想法，希望有想法的小伙伴共同交流。
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