http服务网络请求如何确保数据安全(含python示例源码)
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1. 本文摘要
- 当今数据安全越来越重要,http网络请求数据安全加强要求是为了保护公民的隐私和数据安全,防范日益复杂的网络攻击,确保电子商务和在线服务的可靠性,并遵守相关法律法规。
- 当前我参与的各类项目,均有安全检测,例如经常检测出的一些问题
- http协议数据传输,需采用校验码技术或密码技术保证重要数据在传输过程中的完整性
- 鉴别信息及重要业务数据采用经国家密码主管部门认可的密码技术,保证其在传输过程中数据的保密性。
- 本文主要介绍在http的传输过程中如何保证数据安全,即:如何确保http请求中数据传输的完整性和传输过程中数据的保密性。
- 本文主要使用python flask来演示整个过程。
本系统所涉及的源码已打包上传。
文中源码文件【获取方式】:关注公众号:利哥AI实例探险
给公众号发送 “http传输安全保密” 获取下载方式
注意发送的关键词不能错,否则匹配不到对应资源,由于本人能力有限,难免有疏漏之处。
2. 实际项目中经常遇到的问题
一般情况下,在我们交付完甲方软件系统后,甲方都会请专业的团队进行漏洞检测,出具《xxx系统漏洞检测报告》,这其中我们经常会遇到的问题如下:
- http协议数据传输,需采用校验码技术或密码技术保证重要数据在传输过程中的完整性。
- 鉴别信息及重要业务数据采用经国家密码主管部门认可的密码技术,保证其在传输过程中数据的保密性。
本文只针对这两类问题,给出一些优化建议。
3. 解决方案
数据的保密性:使用国家密码管理局认可的对称加密算法(如AES)来确保数据的保密性
数据的完整性:可以使用HMAC(哈希消息认证码)来确保数据在传输过程中的完整性
3.1 AES是如何保证数据的保密性的
AES(高级加密标准)对称加密通过以下方式保证数据的保密性:
- 密钥唯一性: AES使用一个唯一的对称密钥,这个密钥必须在发送方和接收方之间保持秘密。如果密钥泄露,任何人都可以解密数据。
- 复杂加密算法: AES算法通过多轮替换和置换操作,将明文数据转换成密文,使得密文难以被破解。
- 初始向量(IV): 在CBC模式中,AES使用一个随机生成的初始向量(IV)进行加密,使相同的明文每次加密得到不同的密文,从而增强了安全性。
- 密钥长度: AES支持128位、192位和256位密钥长度,密钥越长,破解难度越大。
通过以上机制,AES确保了数据在传输过程中的保密性,即使数据被截获,未经授权的一方也无法解密和理解数据。
3.2 随机生成的IV(初始化向量)是如何确保加密的安全性的
- 防止相同明文产生相同密文: 如果使用相同的密钥加密相同的明文,但没有随机IV,那么每次加密的结果将是相同的。这使得攻击者更容易识别和分析重复的模式,从而破坏加密的安全性。随机IV确保即使明文相同,生成的密文也不同。
- 增强密码学强度: IV的随机性增加了加密算法的复杂性,使得攻击者更难以破解。每次加密时生成新的随机IV,确保没有重复,增加了攻击者的工作量。
- 确保初始加密块的随机性: 在使用块加密模式(如CBC模式)时,IV用于加密第一个块。随机IV确保初始块的加密是不可预测的,进一步增强了加密的安全性。
- 防止重放攻击: 在某些情况下,攻击者可能会截获加密的消息并重放它们。使用随机IV确保每个加密会话都是唯一的,从而防止重放攻击。
3.3 哈希消息认证码是如何确保数据传输完整性的
- 哈希函数: HMAC使用一个密码学哈希函数(如SHA-256),将数据和密钥混合生成一个唯一的哈希值。
- 密钥保护: HMAC结合了一个秘密密钥,仅持有该密钥的接收方才能验证数据的完整性,防止中间人篡改数据。
- 签名生成和验证: 发送方在数据传输前计算HMAC并附加到数据上,接收方接收到数据后重新计算HMAC并与传来的HMAC值对比,如果一致,则数据完整无误。
除了使用随机IV确保加密的安全性,还结合了HMAC来确保数据的完整性。每次加密的结果都包含IV和HMAC,接收方使用这些信息验证数据的完整性和解密数据,确保传输过程中的数据既安全又完整。
通过随机IV和HMAC的结合,我们可以实现一个安全的加密传输系统,防止数据被攻击者篡改或重放,确保数据在传输过程中的安全性和完整性。
4. 代码实现示例
- 使用aes加密, AES.new()会自动生成一个随机IV并将其存储在cipher.iv中,SECRET_KEY如果是128位,需要确保是16个字符, 避免引起不必要的异常。这里我们使用的是AES:CBC、BLOCK_SIZE=16、PKCS7填充
import hmac
import hashlib
from Crypto.Cipher import AES
from Crypto.Util.Padding import pad, unpad
import base64
import json
from typing import TupleSECRET_KEY = b'synjones2024zhc1'# 加密函数
def encrypt_data(data: str) -> Tuple[str, str]:cipher = AES.new(SECRET_KEY, AES.MODE_CBC) #ct_bytes = cipher.encrypt(pad(data.encode('utf-8'), AES.block_size)) # BLOCK_SIZE = 16 # 128 bits、默认使用PKCS7填充iv = base64.b64encode(cipher.iv).decode('utf-8')ct = base64.b64encode(ct_bytes).decode('utf-8')# 加密后的密文和IV会被编码并传输return iv, ct
- 使用aes解密
# 解密函数
def decrypt_data(iv: str, ct: str) -> str:try:iv = base64.b64decode(iv)ct = base64.b64decode(ct)cipher = AES.new(SECRET_KEY, AES.MODE_CBC, iv) # 使用CBC模式pt = unpad(cipher.decrypt(ct), AES.block_size) # 使用PKCS7填充return pt.decode('utf-8')except (ValueError, KeyError):return None
3. HMAC生成函数
def generate_hmac(data: str) -> str:return hmac.new(HMAC_KEY, data.encode('utf-8'), hashlib.sha256).hexdigest()
接下来我们来设计整个流程:
- 加密:使用AES对称加密算法进行数据加密,使用随机生成的IV(初始化向量)确保加密的安全性。
- 解密:解密时使用传递过来的IV和加密数据。
- HMAC:使用HMAC-SHA256算法生成消息认证码,确保数据在传输过程中的完整性。使用HMAC进行验证,如果验证失败则返回错误。
- 数据传输:加密后的数据、IV和HMAC值通过JSON格式进行传输。
from flask import Flask, request, jsonify
import hmac
import hashlib
from Crypto.Cipher import AES
from Crypto.Util.Padding import pad, unpad
import base64
import json
from typing import Tupleapp = Flask(__name__)# 共享密钥和HMAC密钥
SECRET_KEY = b'synjones2024zhc1' # 16字节,即128位密钥 确保是16个字符, 避免引起不必要的异常
HMAC_KEY = b'synjones2024zhc2' # 16字节,即128位HMAC密钥'''
AESCBC、BLOCK_SIZE=16、PKCS7填充使用Crypto.Util.Padding中的pad和unpad函数进行PKCS7填充和去填充。这里使用块大小BLOCK_SIZE(16字节, 即128位)进行填充。
'''
# 加密函数
def encrypt_data(data: str) -> Tuple[str, str]:cipher = AES.new(SECRET_KEY, AES.MODE_CBC) # AES.new()会自动生成一个随机IV并将其存储在cipher.iv中ct_bytes = cipher.encrypt(pad(data.encode('utf-8'), AES.block_size)) # BLOCK_SIZE = 16 # 128 bits、默认使用PKCS7填充iv = base64.b64encode(cipher.iv).decode('utf-8')ct = base64.b64encode(ct_bytes).decode('utf-8')# 加密后的密文和IV会被编码并传输return iv, ct# 解密函数
def decrypt_data(iv: str, ct: str) -> str:try:iv = base64.b64decode(iv)ct = base64.b64decode(ct)cipher = AES.new(SECRET_KEY, AES.MODE_CBC, iv) # 使用CBC模式pt = unpad(cipher.decrypt(ct), AES.block_size) # 使用PKCS7填充return pt.decode('utf-8')except (ValueError, KeyError):return None# HMAC生成函数
def generate_hmac(data: str) -> str:return hmac.new(HMAC_KEY, data.encode('utf-8'), hashlib.sha256).hexdigest()@app.route('/send', methods=['POST'])
def send_data():content = request.jsondata_str = json.dumps(content)print('-----------------send=', data_str)# 加密数据iv, encrypted_data = encrypt_data(data_str)# 生成HMAChmac_value = generate_hmac(encrypted_data)response = {'iv': iv,'data': encrypted_data,'hmac': hmac_value}return jsonify(response)@app.route('/receive', methods=['POST'])
def receive_data():content = request.jsoniv = content.get('iv')encrypted_data = content.get('data')received_hmac = content.get('hmac')# 验证HMACexpected_hmac = generate_hmac(encrypted_data)if not hmac.compare_digest(expected_hmac, received_hmac):return jsonify({'error': 'HMAC verification failed'}), 400# 解密数据decrypted_data_str = decrypt_data(iv, encrypted_data)if decrypted_data_str is None:return jsonify({'error': 'Decryption failed'}), 400# 将解密后的字符串反序列化为JSON对象decrypted_data = json.loads(decrypted_data_str)return jsonify({'data': decrypted_data})if __name__ == '__main__':app.run(debug=True)
我们来使用postman测试:
加密过程:
解密过程
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PostgreSQL的系统视图pg_stat_archiver 在 PostgreSQL 数据库中,pg_stat_archiver 视图提供了关于归档进程(archiver process)的统计信息。归档进程负责将 WAL(Write-Ahead Logging)日志文件复制到归档存储࿰…...
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【D3.js in Action 3 精译】第一部分 D3.js 基础知识
第一部分 D3.js 基础知识 欢迎来到 D3.js 的世界!可能您已经迫不及待想要构建令人惊叹的数据可视化项目了。我们保证,这一目标很快就能达成!但首先,我们必须确保您已经掌握了 D3.js 的基础知识。这一部分提到的概念将会在您后续的…...
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面试经验分享 | 渗透测试工程师(实习岗)
所面试的公司:某安全厂商 所在城市:南京 面试职位:渗透测试工程师实习岗位 面试过程: 腾讯会议(视频) 面试过程:整体流程就是自我介绍加上一些问题问题balabalabala。。。由于面的岗位是渗透…...
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STM32 IWDG(独立看门狗)
1 IWDG简介 STM32有两个看门狗:一个是独立看门狗(IWDG),另外一个是窗口看门狗。独立看门狗也称宠物狗,窗口看门狗也称警犬。本文主要分析独立看门狗的功能和它的应用。 独立看门狗用通俗一点的话来解释就是一个12位的…...
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ios swift5 获取wifi列表
参考博客: iOS之Wifi开发探究 - 稀土掘金 iOS 无法获取 WiFi 列表?一定是因为你不知道这个框架 - 稀土掘金 iOS获取Wifi列表详解 - 简书...
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回溯法c++学习 解决八皇后问题
使用回溯法解决八皇后问题 八皇后问题是一个以国际象棋为背景的问题:如何能够在88 的国际象棋棋盘上放置八个皇后,使得任何一个皇后都无法直接吃掉其他的皇后?为了达到此目的,任两个皇后都不能处于同一条横行、纵行或斜线上。这…...
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5. Spring IoCDI ★ ✔
5. Spring IoC&DI 1. IoC & DI ⼊⻔1.1 Spring 是什么?★ (Spring 是包含了众多⼯具⽅法的 IoC 容器)1.1.1 什么是容器?1.1.2 什么是 IoC?★ (IoC: Inversion of Control (控制反转))总…...
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uniapp入门
一、新建项目 进入到主界面,左上角点击新建——1.项目 输入项目名称,Vue版本选择3 二、创建页面 选中左侧文件目录里的pages文件夹,右键,选择新建页面 1输入名称 2选中“创建同名目录” 3选择模板&…...
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TS_类型
目录 1.类型注解 2.类型检查 3.类型推断 4.类型断言 ①尖括号(<>)语法 ②as语法 5.数据类型 ①boolean ②number ③string ④undefined 和 null ⑤数组和元组 ⑥枚举 ⑦any 和void ⑧symbol ⑨Function ⑩Object 和 object 6.高…...
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C++ 和C#的差别
首先把眼睛瞪大,然后憋住一口气,读下去: 1、CPP 就是C plus plus的缩写,中国大陆的程序员圈子中通常被读做"C加加",而西方的程序员通常读做"C plus plus",它是一种使用非常广泛的计算…...
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MT4外汇交易全攻略:从安装到精通的实战教程
MetaTrader 4(MT4)是一款由俄罗斯MetaQuotes Software开发的电子交易平台,最初于2005年发布。它被广泛用于外汇、差价合约(CFD)和期货市场的交易,提供了强大的图表分析工具、自动化交易能力和扩展性插件支持…...
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基于weixin小程序新生报到系统的设计
管理员账户功能包括:系统首页,个人中心,学生管理,班级信息管理,师资力量管理,宿舍信息管理,宿舍安排管理,签到信息管理,论坛管理 小程序功能包括:系统首页&a…...
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C++中的C++中的虚析构函数的作用和重要性
在C中,虚析构函数(virtual destructor)的作用和重要性主要体现在多态和继承的上下文中。了解这一点之前,我们先简要回顾一下多态和继承的基本概念。 继承与多态 继承:允许我们定义一个基类(也称为父类或超…...
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吉利星瑞掉到9.97万起,这么便宜的油车,香吗?
[新车上市]日前,吉利星瑞龙腾版正式上市,该车是星瑞家族新增的入门版车型,其指导价来到了9.97万元,比之前同样搭载1.5T+7DTC的扶摇版便宜了9000元,而这也是该系列首次将价格拉到10万以内。新车介绍:作为新增版本,此次推出的星瑞龙腾版依旧是我们熟悉的家族式外观造型,…...
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途观LPro:油车智能时代的引领者?
从极为含蓄的“超聪明的油车”发布会主题,到冲上热搜的“最聪明的油车”,5月30日,途观L Pro在成都的上市发布会,成为上汽大众开启“油电同进,油电同智”赛道的新起点。“最聪明的油车”是比较出来的,而非王婆卖瓜。在全网直播的发布会现场,上汽大众总经理贾健旭公布了一…...
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起售13.98万,取消鲢鱼嘴设计,试驾体验第十一代索纳塔!
对于2002年就进入国内市场的索纳塔,相信大多数人并不陌生,定位上是一台中型车,整体的风格就是突出运动基因,而在今年是迎来了家族第十一代车型上市。车辆指导售价在13.98~18.68万之间,作为一台中型车,定价方面还算合理,从低到高,动力上有两种选择,一种是1.5T涡轮增压引…...
沃尔沃S90:从设计到实践的安全标杆
“网上没赢过,实战没输过”,沃尔沃用每一次安全事故生动诠释了这句话。虽然包括沃尔沃品牌本身和车主在内,平时都比较低调,是“车圈逐渐粉圈化”大环境下的一股清流,但真正遇到交通事故的时候,你才知道,沃尔沃是真能保命啊。这不,最近就有位沃尔沃S90车主在高速上以100…...
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日系车企的“吸金”秘籍:“谨慎”与“激进”并存
近日,日系车企三强丰田、本田、日产相继发布2023财年财报。其中,丰田成为全球最为“吸金”的车企,超过中国目前排名前十车企利润的总和,也是日本近400万家企业中,营业利润首次超过5万亿日元的上市公司。同时,日产和本田也在本财年交出了一份优异的“答卷”,在营收和利润…...
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Flutter 中的 NestedScrollViewViewport 小部件:全面指南
Flutter 中的 NestedScrollViewViewport 小部件:全面指南 Flutter 是一个功能丰富的 UI 工具集,它提供了多种布局和控件来帮助开发者构建美观且功能强大的应用。在 Flutter 的滚动控件中,NestedScrollView 是一个特别的存在,它允…...