系统登录页面，为防止明文传输用户密码，开发者做了安全加固。

服务端暴露一个GET形式的 loginEncryptKey 的API，用来根据登录名 username 获取 加密秘钥 encryptKey。 前端页面 获取到 encryptKey 后，在请求login登录接口时，会对 用户password 进行加密传输。

这个 loginEncryptKey 接口的服务端怎么写的呢？下面是完整代码，其中SysLoginModel中定义了 username 属性。程序利用redis缓存，来存储RSA公私钥。

@PostMapping(value = "/loginEncryptKey")
public Result<String> loginEncryptKey(@RequestBody SysLoginModel sysLoginModel) {
   
    String cacheKey = LOGIN_ENCRYPT_KEY_CACHE + sysLoginModel.getUserName();
    //缓存获取
    String cache = redisUtil.get(cacheKey, "");
    if ("" != cache) {
   
        String publicKeyStr = JSON.parseObject(cache).getString("public");
        return Result.successWithMsg(publicKeyStr);
    }

    KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
    // 初始化密钥对生成器，密钥大小为96-1024位
    keyPairGen.initialize(1024, new SecureRandom());
    // 生成一份密钥对，保存在keyPair中
    KeyPair keyPair = keyPairGen.generateKeyPair();
    // 得到公钥字符串
    String publicKeyString = Base64.encode(keyPair.getPublic().getEncoded());
    // 得到私钥字符串
    String privateKeyString = Base64.encode(keyPair.getPrivate().getEncoded());

    //缓存写入
    JSONObject cacheMap = new JSONObject();
    cacheMap.put("public", publicKeyString);
    cacheMap.put("private", privateKeyString);
    redisUtil.set(cacheKey, cacheMap.toJSONString(), 7 * 24 * 60 * 60);

    return Result.successWithMsg(publicKeyString);
}

在进行API测试中发现，这个接口相当肉鸡！给username传任意值，包括空值，都可以获取到一个秘钥。

显然，这为恶意攻击开辟了绿道。当流量攻击像疯狗一样呼啸而来，就会发生redis缓存穿透，这里虽然不是穿透到数据库，但是不停地生成RSA密钥对，这个程序开销也不小。

我们来看看怎么修复、完善这个API的实现逻辑。

首先，接口要校验请求参数，这是对程序员的底线要求。

判空吗？

光判空，显然是不够的。那怎么办？

除了判空，还要判断参数的合法性。对于明显错误的传值，如username是一段1024的大文本，直接pass掉。就是说，凡是不符合系统username规则的参数值，诸如包含了“@”、“-”以外的非法符号，诸如长度≤3，直接拦截掉。

其次，我们可以判断username在系统里是否存在。不存在，则中止程序，直接响应“非法请求”。当然，这里不能每次都实时查库，用本地缓存为上。

其次，再来说如何更好地生成、获取encryptKey

打开脑洞---->如果不用redis，岂不妙哉！

统一用一份encryptKey？显然，不够安全。

因此，程序可以预先生成一批比如10份 encryptKey。 然后，当接口收到请求时，根据username的哈希值，然后做取模运算，从这批encryptKey里命中一个公钥返回。

随机从这10份 encryptKey 里直接取一个公钥返回，不香吗？当然不行！因为后面的login接口里，需要用同样的 encryptKey 私钥来解密password。就是说，login接口也要使用上面的根据username获取encryptKey的方法。

既然涉及到复用，在程序设计上，我们没理由不进行封装。我们来看下面的代码：

private static int customHash(String username) {
   
    int hash = 0;
//        hash=username.hashCode(); // 默认的哈希算法 hashCode(s) = s[0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) + ... + s[n-1]
    // 自定义哈希算法，防止被破解
    for (int i = 0; i < username.length(); i++) {
   
        hash = hash * 17 + username.charAt(i);
    }
    int mod = hash % 10; // 这里的 10 要定义成常量，因为这意味着要预先生成10份encryptKey。
    return mod;
}

上面的封装OK吗？ - - 不OK（封装得不彻底）！

要封装的，应该是下面这样的代码，其中的KeyType是hutool工具包中的枚举，表示公钥或私钥。

private static String getEncryptKeyByUserName(String username, KeyType keyType) {
   
    int hash = 0;
    // 自定义哈希算法，防止被破解
    for (int i = 0; i < username.length(); i++) {
   
        hash = hash * 17 + username.charAt(i);
    }
    int mod = hash % 10;
    return getKey(encryptKeys[mod], keyType);
}

有了这种不依赖redis缓存的方案，上面判断username是否在系统里存在的校验，似乎也可以省掉了。

集群环境下，不依赖分布式缓存还真玩不转

服务端程序在集群部署环境下，由于http请求是无状态的，就要实现 encryptKey 数据在各节点之间的共享。

我们改造一下上面的方案。

预先生成的一批10份 encryptKey ， 按照 prefix+index 的命名方式，利用HSET key field value存储到redis的哈希表里。其中，hset的key是LOGIN_ENCRYPT_KEY，field依次分别是 PrivateKey0、PublicKey0、...、PrivateKey9、PublicKey9。

然后，重构 getEncryptKeyByUserName 方法↓↓

private String getEncryptKeyByUserName(String username, KeyType keyType) {
   
    int hash = 0;
    // 自定义哈希算法，防止被破解
    for (int i = 0; i < username.length(); i++) {
   
        hash = hash * 17 + username.charAt(i);
    }
    int mod = hash % 10;
    return redisUtil.hget(LOGIN_ENCRYPT_KEY_CACHE, keyType + mod);
}

这种改造，则有必要配合本地缓存前置校验username是否存在，以免非法请求频繁访问redis。同时，在获取redis时也搭配上本地缓存，则是锦上添花。↓↓（下面代码中的 LocalCacheUtil#getCache 是本地缓存工具，代码略）

private String getEncryptKeyByUserName(String username, KeyType) {
   
    int hash = 0;
    // 自定义哈希算法，防止被破解
    for (int i = 0; i < username.length(); i++) {
   
        hash = hash * 17 + username.charAt(i);
    }
    int mod = hash % 10;
    return LocalCacheUtil.getCache(cacheKey
                , 30 //本地缓存30秒
                , () -> {
   
                    return redisUtil.hget(LOGIN_ENCRYPT_KEY_CACHE, keyType + mod);
                });
}

不过，这种锦上添花所缓存的encryptKey，会存在redis缓存与本地缓存不一致的情况。即，在30s时间临界点，redis缓存到期失效，本地缓存还存在。这会导致登录时请求到集群里其他节点的login接口解密失败，从而引发登录bug。锦上添花反成画蛇添足了。

如何消除这种缓存不一致引发的bug呢？我们可以保守评估应用程序的生命周期，并将缓存TTL设为这个值。例如应用程序每隔2个月会因发版而重启，则设置redis缓存TTL为2month、本地缓存的有效期也为2month。

集群环境下，不依赖分布式缓存还真玩不转？

基于上面的方案，我们换一种思路，来替代用redis预先生成这批10份 encryptKey。这里，我们用应用配置，就是说，在应用配置里预置这批10份 encryptKey。——放在apollo配置中心吗？没必要，就放本地 application.yml 里就行。

这样一改，丸美应对集群模式下的数据共享问题！同时，也不需要去查库校验username是否存在了。

只要思想不滑坡，办法总比问题多！

至此，本文结束。本文重点阐释生成、获取加密key的优化办法。接口限流、接口增加签名机制、布隆过滤器等技术，不在讨论范围内。