接口被惡意刷爆？這三招護你安全
兄弟們，在互聯網的世界里，接口就像是各個系統之間溝通的橋梁，承載著數據的傳輸和交互。然而，總有一些不懷好意的人，試圖通過惡意刷爆接口來達到自己的目的，比如獲取非法利益、搞垮競爭對手的系統等。
你的系統就像一家熱鬧的商店，正常的顧客有序地進出，購買商品。但突然來了一群 “惡意顧客”，他們瘋狂地涌入商店，不停地搶購、咨詢，導致真正的顧客無法正常購物，商店的秩序被徹底打亂。這就是接口被惡意刷爆的可怕場景。那么，我們該如何保護接口的安全，讓系統能夠穩定運行呢？別著急，接下來就為大家介紹三招實用的防護方法。
第一招：限流 —— 給接口加上 “安全閥”
限流的基本概念
限流，簡單來說就是限制接口的訪問流量，就像在水管上安裝一個閥門，控制水的流量，防止水流過大導致管道破裂。在接口防護中，限流可以有效地防止惡意請求過多地占用系統資源，保證系統能夠處理正常的請求。
常見的限流算法
令牌桶算法
令牌桶算法可以看作是一個存放令牌的桶，系統以恒定的速率向桶中添加令牌，每個令牌代表一個可以處理的請求。當有請求到達時，需要從桶中獲取一個令牌，如果桶中有令牌，就處理該請求；如果桶中沒有令牌，就拒絕或者等待。舉個例子，假設我們以每秒 10 個的速率向令牌桶中添加令牌，令牌桶的容量為 100 個。那么，即使瞬間有 200 個請求到達，也只能處理前 100 個請求，剩下的 100 個請求需要等待令牌的生成。
漏桶算法
漏桶算法則像是一個底部有小孔的桶，請求就像水一樣流入桶中，然后以恒定的速率從桶中流出（被處理）。如果桶中的水滿了，后續的請求就會被拒絕。漏桶算法可以很好地控制請求的處理速率，避免突發的大量請求對系統造成沖擊。
在 Java 中實現限流
在 Java 中，有很多優秀的框架和工具可以實現限流，比如 Guava 中的 RateLimiter 和 Spring Cloud 中的 Sentinel。
使用 Guava 的 RateLimiter
Guava 是 Google 提供的一個優秀的 Java 工具庫，其中的 RateLimiter 實現了令牌桶算法，使用起來非常簡單。
首先，需要在項目中添加 Guava 的依賴：
<dependency>
<groupId>com.google.guava</groupId>
<artifactId>guava</artifactId>
<version>31.1-jre</version>
</dependency>然后，在代碼中使用 RateLimiter：
import com.google.common.util.concurrent.RateLimiter;
public class RateLimiterDemo {
private static final RateLimiter rateLimiter = RateLimiter.create(10); // 每秒允許處理 10 個請求
public static void processRequest() {
if (rateLimiter.tryAcquire()) { // 嘗試獲取令牌
// 處理請求
System.out.println("請求處理成功");
} else {
// 拒絕請求
System.out.println("請求被限流，處理失敗");
}
}
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 20; i++) {
new Thread(() -> processRequest()).start();
}
}
}在上面的代碼中，RateLimiter.create (10) 創建了一個每秒生成 10 個令牌的 RateLimiter。tryAcquire () 方法會嘗試獲取一個令牌，如果獲取成功，就處理請求；如果獲取失敗，就拒絕請求。
使用 Spring Cloud Sentinel
Sentinel 是阿里巴巴開源的一款面向分布式服務架構的流量控制組件，具有豐富的功能和強大的擴展性。
首先，需要在 Spring Boot 項目中添加 Sentinel 的依賴：
<dependency>
<groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-sentinel</artifactId>
</dependency>然后，在 application.properties 中配置 Sentinel：
spring.cloud.sentinel.transport.dashboard=localhost:8080接下來，在代碼中使用 Sentinel 的注解來進行限流：
import com.alibaba.csp.sentinel.annotation.SentinelResource;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
public class SentinelController {
@SentinelResource(value = "hello", blockHandler = "blockHandler")
@GetMapping("/hello")
public String hello() {
return "Hello, World!";
}
public String blockHandler(Exception e) {
return "請求被限流，請稍后再試";
}
}在上面的代碼中，@SentinelResource 注解用于指定資源名稱和限流處理方法。當請求到達 /hello 接口時，Sentinel 會根據配置的限流規則進行處理，如果請求被限流，就會調用 blockHandler 方法返回限流提示。
第二招：熔斷與降級 —— 讓系統學會 “自我保護”
熔斷與降級的概念
在分布式系統中，各個服務之間相互依賴，如果某個服務出現故障，可能會導致調用它的服務也出現故障，甚至引發連鎖反應，造成整個系統的崩潰。熔斷和降級就是為了應對這種情況而產生的機制。
- 熔斷：就像電路中的保險絲，當某個服務的調用失敗率超過一定閾值時，就會觸發熔斷，暫時停止對該服務的調用，防止故障擴散。比如，當調用一個第三方接口的失敗率達到 50% 時，就熔斷該接口，不再調用它，避免大量的失敗請求占用系統資源。
- 降級：當系統資源不足或者某個服務不可用時，主動降低服務的質量，比如返回一個簡單的錯誤信息或者緩存數據，而不是正常的業務數據，以保證系統的核心功能能夠正常運行。比如，在電商系統中，當商品詳情服務不可用時，可以降級返回商品的基本信息，而不是詳細的規格、評論等信息。
常見的熔斷與降級框架
Hystrix
Hystrix 是 Netflix 開源的一款熔斷與降級框架，曾經被廣泛應用于分布式系統中。雖然現在 Hystrix 已經停止維護，但它的思想和原理仍然值得我們學習。
Hystrix 通過命令模式將對服務的調用包裝起來，每個命令都有自己的線程池或者信號量，當調用超時或者失敗率過高時，就會觸發熔斷。同時，Hystrix 還支持降級處理，當調用失敗時，可以返回一個 fallback 結果。
Sentinel
前面提到的 Sentinel 不僅支持限流，還支持熔斷與降級功能。Sentinel 可以根據響應時間、異常比例、異常數等指標來判斷是否觸發熔斷，并且可以靈活地配置熔斷策略和降級處理邏輯。
在 Java 中實現熔斷與降級
以 Sentinel 為例，繼續上面的示例，我們可以配置熔斷規則和降級規則。
首先，在 Sentinel 的控制臺（需要先啟動 Sentinel 控制臺）中配置熔斷規則，比如設置當接口的異常比例超過 50% 時，熔斷 10 秒。
然后，在代碼中，當接口調用出現異常時，Sentinel 會觸發熔斷，后續的請求會直接被降級處理，調用我們定義的 fallback 方法。
第三招：認證與授權 —— 把好接口的 “入口關”
認證的基本概念
認證就是驗證用戶的身份，確保訪問接口的用戶是合法的。就像進入一個秘密基地需要出示通行證一樣，只有持有有效通行證的人才能進入。常見的認證方式有 Token 認證、OAuth 2.0 認證等。
Token 認證
Token 認證是一種常用的認證方式，其流程如下：
- 用戶登錄時，向服務器發送用戶名和密碼。
- 服務器驗證用戶名和密碼正確后，生成一個 Token，并將 Token 返回給用戶。
- 用戶后續訪問接口時，需要在請求頭中攜帶該 Token。
- 服務器收到請求后，驗證 Token 的有效性，如果有效，就處理請求；否則，拒絕請求。
在 Java 中，可以使用 JWT（JSON Web Token）來生成和驗證 Token。JWT 是一種開放標準，它定義了一種緊湊、自包含的方式，用于在網絡通信中安全地傳輸信息。
生成 JWT Token 的代碼示例：
import io.jsonwebtoken.Jwts;
import io.jsonwebtoken.SignatureAlgorithm;
import java.util.Date;
public class JwtUtils {
private static final String SECRET_KEY = "mySecretKey1234567890";
public static String generateToken(String username) {
Date now = new Date();
Date expirationDate = new Date(now.getTime() + 86400000); // 有效期 24 小時
return Jwts.builder()
.setSubject(username)
.setIssuedAt(now)
.setExpiration(expirationDate)
.signWith(SignatureAlgorithm.HS512, SECRET_KEY)
.compact();
}
public static String validateToken(String token) {
try {
return Jwts.parser()
.setSigningKey(SECRET_KEY)
.parseClaimsJws(token)
.getBody()
.getSubject();
} catch (Exception e) {
return null;
}
}
}在接口的控制器中，我們可以添加一個攔截器，用于驗證請求頭中的 Token：
import org.springframework.web.servlet.HandlerInterceptor;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
public class JwtInterceptor implements HandlerInterceptor {
@Override
public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) {
String token = request.getHeader("Authorization");
if (token == null || !JwtUtils.validateToken(token)) {
response.setStatus(HttpServletResponse.SC_UNAUTHORIZED);
return false;
}
return true;
}
}然后，在 Spring Boot 的配置類中注冊該攔截器：
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.servlet.HandlerInterceptor;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.InterceptorRegistry;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.WebMvcConfigurer;
@Configuration
public class WebConfig implements WebMvcConfigurer {
@Bean
public HandlerInterceptor jwtInterceptor() {
return new JwtInterceptor();
}
@Override
public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
registry.addInterceptor(jwtInterceptor())
.addPathPatterns("/api/**"); // 對所有以 /api 開頭的接口進行攔截
}
}授權的基本概念
授權是在認證的基礎上，確定用戶是否有權限訪問某個接口或者操作某個資源。比如，普通用戶只能查看自己的訂單信息，而管理員可以查看所有用戶的訂單信息。常見的授權方式有基于角色的訪問控制（RBAC）、基于屬性的訪問控制（ABAC）等。
基于角色的訪問控制（RBAC）
RBAC 是一種簡單有效的授權方式，它將用戶分配到不同的角色，每個角色擁有一定的權限，用戶通過角色來獲取權限。比如，系統中有普通用戶、管理員兩種角色，普通用戶擁有查看訂單的權限，管理員擁有查看訂單、修改訂單、刪除訂單等權限。
在 Java 中，可以通過在接口上添加注解來實現基于角色的授權。比如，使用 Spring Security 框架，通過 @PreAuthorize 注解來指定用戶需要擁有的角色才能訪問接口：
import org.springframework.security.access.prepost.PreAuthorize;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
public class OrderController {
@PreAuthorize("hasRole('ROLE_USER')")
@GetMapping("/orders")
public String getOrders() {
return "訂單列表";
}
@PreAuthorize("hasRole('ROLE_ADMIN')")
@GetMapping("/orders/admin")
public String getAdminOrders() {
return "管理員訂單列表";
}
}其他輔助措施
除了認證和授權，我們還可以采取一些其他的輔助措施來保護接口的安全，比如：
- 參數校驗：對接口的輸入參數進行嚴格校驗，防止惡意用戶通過傳遞非法參數來攻擊系統。比如，檢查參數的類型、長度、格式等是否符合要求。
- 黑名單機制：記錄頻繁發起惡意請求的 IP 地址或用戶賬號，將其加入黑名單，拒絕其后續的請求。
- 日志監控：對接口的訪問日志進行實時監控，及時發現異常的訪問行為，比如突然出現的大量請求、頻繁的失敗請求等，并采取相應的措施。
總結
接口安全是系統安全的重要組成部分，面對惡意刷爆接口的攻擊，我們不能坐以待斃，需要采取有效的防護措施。本文介紹的限流、熔斷與降級、認證與授權這三招，就像三道堅固的防線，能夠有效地保護接口的安全，讓系統在面對惡意攻擊時能夠穩定運行。當然，在實際應用中，我們需要根據系統的特點和需求，靈活地組合和使用這些方法，并且不斷地優化和完善防護策略。只有這樣，我們才能在互聯網的浪潮中，為我們的系統打造一個安全可靠的接口環境。
