1.APP后端开发系列：登陆系统设计中的注意问题

谁借莪１个温暖的怀抱￠ 2022-07-21 01:54 338阅读 0赞

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想写这个系列很久了，因为之前做这个东西花费了大量的精力，有必要分享出来与大家共享。以前也写了一些关于 [APP后端开发的系列文章][APP] 由于当初功力不够，很多问题描述不清楚或者解决方案过于复杂、不严谨等。

这一次查了很多资料，问了很多相关人士。准备再结合自己实际工作中的问题再次进行一些补充。就先从登陆的设计开始吧！

# 越想越糊涂 #

之前再做这一部分的时候，总想着复杂的技术，说出去多屌炸天呀。一般来说登陆的流程是：

![image][]

当时对于安全性过度痴迷，确走偏了道路。首先提交的时候怕信息被人劫持，因此客户端在上传时，进行AES加密，服务端解密出结果。服务端返回的信息也会AES加密，然后客户端解密。

然后这里又带来另外一个问题：加密信息放在了客户端，那么一但客户端被反编译，hacker拿到秘钥，那么对于服务端来说加密就没有任何意义了。又为了不在客户端保存这么敏感的信息，就像秘钥由服务端下发。这样子服务端可随时对秘钥进行变更。

到这里又带来了一个新的问题，感脚一切又回到了起点：下发秘钥要走http，那么依然可能被人劫持。这时候该是加密还是怎么弄呢？如果加密，客户端又放了一个秘钥过去。那这个秘钥依然可能被人反编译。不能再从服务端获取这个秘钥吧？为了确保上个秘钥的安全，生产下一个秘钥……

当时就是陷入了这样的死循环，不可自拔。现在想想真是too young too simple!

# 简单、有效 #

首先在这里还是先说一下：如果你的产品刚刚起步，不要过于纠结性能、安全

先说性能：你的产品才推出的时候，冷启动的用户数一般来说不会超过1000人（这已经是很不得了的冷启动人数了）。然后你的并发也不会超过100。这种级别的访问，相信机器硬件就可以帮助你解决。如果你的条件远远超出以上规模，那么你的实力绝对足以应付即将发生的事情。  
谈谈安全：安全这个事情，从一开始就要考虑，但是不能过于纠结（我之后可以讲讲我在做短信验证码这一部分的遇到的一个经历）。过早介入，会导致系统开发速度降低，过早做了一些不需要的事情（hacker来搞你也是需要成本的，在你没价值的时候，没人愿意来搞你）。所以早期应该重视开发成本，抓紧时间，早日上线。

另外，安全与性能有时候也是鱼与熊掌。

# 演化之路 #

这一部分会有一些代码与图来进行说明。在安全方面逐步演进。前面说前期开发只要快就好，但是这里也要注意一个问题，就是后续升级能够弥补前面的错，要给未来升级留下余地。因为否则你的系统始终留下了一个隐患。

## 实现功能就好 ##

这是最开始的阶段，重点考虑功能实现。用户提交username + pwd 服务端验证通过后，返回一个令牌token。

这里需要注意的几个部分是要为未来的升级做好准备。我经常遇到的几个初期设计是：

> 1.  验证通过后，把用户uid+username+salt等md5后，作为token返回到客户端。
> 2.  对token加入时间戳，过期后客户端重新提交username + pwd验证后再发一个token到客户端
> 3.  服务端生成一个token后下发到客户端，客户端按照约定的规则加密后请求服务端。

先说第一种带来的问题：生成的token永久不变，那么别人获取到一个token就可以无限制的进行请求。直到你关闭了这个接口为止。为后续安全设计增加了成本。

第二种问题就有点老火了，虽然看似token只在一定时间范围内有效了，但是其实更不安全了。首先客户端需要保存用户的用户名与密码，如果用户手机平时不注重安全，很容易被人窃取。

第三种设计方案，这是我原先干过的一件事，是这三种方案中最垃圾的设计。得出的教训就是：绝不能把任何加密的事情交给客户端。这样子灵活性大打折扣。举例：还是升级接口了，现在本来token生成只是服务端的事情，服务端随时可动态改变规则，现在由于客户端也参与进来了，这事儿就麻烦了，你一改，客户端也要跟着改。没有任何灵活性可言。切记：客户端就接收，然后转发回服务端就好了。别再客户端进行加密！！！

经过这些坑的历练，参考oauth2.0，我现在采用以下方案：

用户提交username + pwd后，服务端返回以下信息：

{
        "access_token":"2YotnFZFEjr1zCsicMWpAA",
        "expires_in":3600,
        "refresh_token":"tGzv3JOkF0XG5Qx2TlKWIA" }

**access\_token** 是用来进行访问的接口的，**expires\_in** 是他的过期时间，到达过期时间后，需要用 **refresh\_token** 来请求服务端刷新 **access\_token**。

这里几个重点是：**refresh\_token** 仅能使用一次，使用一次后，将被废弃。另外这个 **access\_token** 只在 **expires\_in** 有效期内有效。

**注意：** 这里的 expires\_in 仅返回秒数就好了。别返回时间戳。因为各个平台计算s的时间戳，不一致，这样子做更方便处理。

## 访问频率控制 ##

上面我们简单实现了功能，现在app的流量上来了，有些功能也很复杂，如果某个接口访问量太大，会导致服务器崩溃，需要分别对每个接口每次访问设置频率（也可以统一设置每个接口访问的频率）。

一般我的做法是加入一个中间件。每一个接口的访问频率做好一个对应的配置文件。比如：  
\* a接口 5s内可访问1次  
\* b接口 10s内可访问1次（可能非常耗时，如果同时过多请求会导致服务器崩溃）

那么就把 **access\_token** 与这些关联起来。这里需要用到redis。当用户A进来访问了 a接口 那么设置这个token 5s内不能再次访问。

if ($redis->get($key)) {
            // 无法访问，还未到时间
    
            return ;
        }
    
        // 设置频率控制key
        $redis->setex($key, $expires, $value);
    
        // 访问接口

这里需要考虑几个问题：

设置的访问时间要合理。举例：客户端一般启动的时候会请求多个接口，那么当这些请求到达后，服务端可能拒绝其中一部分访问（因为在频率控制内）

一般来说不需要对所有的接口都进行频率控制，仅仅针对重要的内容以及性能上有要求的接口进行频率控制。

## 账号安全考虑 ##

现在又进一步了，需要考虑用户账号安全的问题。比如：QQ，有时候会提醒我们你的账号在香港登陆了。如果不是自己所为，赶快修改密码之类的。

实现这个功能，你需要记录每次登陆、启动时每个token对应的ip地址。如果ip地址与上次的ip不在同一个范围（这个规则由自己定，因为有的运营商ip经常变化，比如：长城）。就提醒用户是不是他自己所为，如果不是，就赶快修改密码。

现在很多app在开发之初，都是可以多个设备同时登陆。这样带来的安全问题也很多。如果要做成单个设备登陆，需要每个token对应一个deviceToken。

这一部分就不继续深入讨论下去了。

## 防DNS劫持 ##

安全工作做得再好，如果有人能够获得大量合法用户的token，来请求你的借口，你也无法识别，因为从行为来看，这一切都是合法用户再进行。

以前为了防止别人获取到合法的信息，我才弄出了很狗血的客户端加密方法。导致后期升级的时候，诸多问题。这个东西其实很简单，使用https来进行请求（可以个人关键接口使用）

# token #

才开始做app服务端的时候，总想着token的设计。怎么才能生成一个好的token呢？现在想想真不知道当初怎么想的。

## token的生成 ##

首先搞明白这个token的作用就是一个令牌，用来标记一个用户的身份。那么首先他要唯一。其次他从客户端上传后，服务端能够验证这个token是由服务端生成的。

所以token生成只要满足以上目的，你随意就好了。当然别把敏感信息暴露出去了。

常用的一种生成方式：

1.  该用户的uid，如：8888
2.  该用户的口令，如： 123123
3.  用户对应的salt，如：abcd
4.  过期时间戳，如：1468293948

把上面几部分拼接起来：888:123123:abcd:1468293948

token = md5(‘888:123123:abcd:1468293948’);

## token的验证 ##

对于token也有两种方法进行验证。一是：服务端生成后，将token保存起来（redis或者mysql中）。客户端穿上来之后，检查是否有该token，如果有取出对应的信息，比如uid，验证是否匹配。

另一种方法是：根据上传的uid，生成对应的token，然后进行比较token结果是否一致（要保障该算法如果给定的值一定，结果必须唯一。常用md5）。

对于个人而言更倾向于第二种方案。第一种方案效率更高（可使用redis存储这个token），但是如果redis一但雪崩，就会造成所有用户登录失效，一定时间内不可登陆。初期越简单、越可靠更好。

# 总结 #

这一部分没有太多代码，主要是思路。还有涉及到H5的登陆问题也没有说到。下篇文章会把APP中登陆后，如果搞定H5登陆的问题进行阐述。

[github]: https://helei112g.github.io/2016/07/12/1-APP%E5%90%8E%E7%AB%AF%E5%BC%80%E5%8F%91%E7%B3%BB%E5%88%97%EF%BC%9A%E7%99%BB%E9%99%86%E7%B3%BB%E7%BB%9F%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E4%B8%AD%E7%9A%84%E6%B3%A8%E6%84%8F%E9%97%AE%E9%A2%98/
[APP]: http://blog.csdn.net/hel12he/article/details/47721209
[image]: /images/20220720/33204c9c3c964c8d94fe5667ce593954.png