时间戳(timestamp)的概念

时间戳是指一个能表示某个特定时刻的数字或字符序列,它记录了从某个特定的起始时间点到所指定时刻所经过的时间量。在计算机领域,常见的是以 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 UTC(协调世界时)为起始时间点,按秒或者毫秒等时间单位来计量到具体某个时间所流逝的时长。

例如,在 Unix 系统以及很多编程语言中广泛使用的 Unix 时间戳,就是从 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 UTC 开始到某个时间所经过的秒数。如果当前时间对应的 Unix 时间戳是 1688888888 秒,那就意味着从 1970年 1 月 1 日 00:00:00 UTC 到当前这个时刻,已经过去了 1688888888 秒。

时间戳在 API 签名算法中的作用

防止重放攻击

重放攻击原理:攻击者截获了合法的 API 请求以及对应的签名,然后在之后的某个时间重复发送这个请求,试图利用该请求获取相同的资源或者进行非法操作。例如,在一个支付 API 中,如果攻击者截获了一笔转账请求并不断重放,就可能导致多次重复转账,给用户带来损失。

时间戳的防范机制:通过在 API 请求中加入时间戳参数,并要求服务器端进行验证时,限定请求的时间戳必须在一个合理的时间范围内(比如当前时间的前后几分钟内)。服务器收到请求后,会检查这个时间戳,如果请求的时间戳超出了预设的这个合理区间,就判定该请求可能是重放攻击,拒绝处理该请求。这样即使攻击者重放之前截获的请求,由于时间戳不符合要求,也无法得逞。

保证请求的时效性

业务场景需求:很多 API 提供的信息或者服务是具有时效性的,比如获取实时股票行情数据的 API、查询实时交通路况的 API 等。如果一个请求是很早之前发出的,其对应的信息可能已经过时了,不应该再被处理。

时间戳的作用体现:借助时间戳,服务器可以明确该请求是在何时发起的,进而判断其是否在有效时间内来获取最新的相关信息。比如一个提供实时天气数据的 API 规定,请求的时间戳超过 10 分钟的就认为数据已过期,不再处理该请求,而是要求客户端重新发起新的带有最新时间戳的请求来获取当前有效的天气信息。

增加签名的唯一性和不可预测性

签名计算因素:在生成 API 签名时,将时间戳作为参与签名计算的参数之一(通常与其他业务参数等一起按规则拼接后再进行哈希等操作生成签名)。由于时间是不断变化的,即使其他业务参数相同,每次请求因为时间戳不同,最终生成的签名也会不同,使得签名具有唯一性。

对安全性的提升:攻击者难以预测下一次合法请求的签名情况,因为无法提前准确知晓即将使用的时间戳值,这就增加了伪造签名、非法调用 API 的难度。例如在一个电商平台 API 中,获取商品库存信息的请求,每次请求时把时间戳纳入签名计算,攻击者想要模拟合法请求伪造签名就必须准确模拟包含正确时间戳在内的所有参数及计算过程,大大提高了攻击门槛。


总之,时间戳在 API 签名算法中是一个非常重要的元素,它从多个方面保障了 API 请求的安全性、时效性以及签名的有效性,有助于构建更加可靠和安全的 API 交互机制。

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