支付宝是怎么加密支付的?写的太好了!



前言

支付是一个安全等级很高的场景,系统间交互的每一条数据的泄露都有可能造成及其大的损失。因此支付时系统间交互的每一条数据都会采取加密措施。
这里梳理一下支付宝支付时用到的加密规则,请大家参考。

一、什么是签名?

在了解签名前,先回顾一下支付的交互流程。如上图所示,支付的过程中可以大概分为 6 个步骤。
1. 用户选择自己的商品提交订单。
2. 商家服务器将商品信息和所需要的金额发给支付宝,生成支付宝订单。
3. 支付宝订单返回成功之后生成一个支付页面,方便手机支付或者网页支付。
4. 手机调起支付宝 app 进行支付。
5. 输入支付密码发送给支付宝服务器。
6. 支付宝服务器转账成功,告知商家服务器某个订单的金额转账成功。
这 6 个步骤中,最为重要的是步骤 2 和步骤 6。拆解如下。
商家服务器和支付宝服务器交互的过程中传输的信息异常敏感,所以,在交互时必须防止中间人对于信息的篡改。例如步骤 2 将商品的金额改为 0,支付宝就误认为是转账 0 元。
数字签名解决了交互时这一安全问题。它可以验证一条消息或者文档的真实性。在支付宝支付的接口中,有一个 sign 参数用来填写签名。这个签名作用是为了防止信息伪造。通过这种方式可以有效的防止消息在传递过程中被篡改。

二、签名实现原理

2.1 签名原理
数字签名是一个信息安全的保障,它的实现依赖于双方系统的密钥
签名过程如下:
1. 计算希望签名的文档的散列。不论输入文档的长度如何,输出长度总是固定的。比如,使用 SHA256 就是 256 位。
2. 对结果散列和一些额外的元数据进行编码。比如,接收方需要知道你使用的散列算法,否则不能处理签名。
3. 使用私钥加密编码过的数据,其结果就是签名,可以追加到文档中作为身份验证的依据。
验证签名(验签):
接收方接收文档并使用相同的散列算法独立计算文档散列。
接着,她使用公钥对消息进行解密,将散列解码出来,再确认使用的散列算法是否正确,解密出的散列是否与本地计算的相同。
2.2 非对称加密
支付宝采用 RSA 非对称加密对信息进行签名
非对称加密是由一个公钥和一个私钥组成,一般代码中命名为 public key 和 private key。非对称加密的特点是:私钥加密的信息只有公钥才能解密,公钥加密的信息只能有私钥才能解密。
一般会将私钥进行保留,开发时一般会放在配置文件中,安全级别和数据库账号密码一样。公钥会交给其它系统,这样系统间交互时中间人不知道密钥的情况下,是无法破解交互的信息的。发送方只要保证私钥不泄露,任何人发送给接收方的信息在签名验证时都无法匹配成功。
支付宝的实现签名的方式也大致如此,支付宝在信息交互的时候两个很重要的名词支付宝公钥和应用公钥,这两个秘钥总是让人混淆。这是因为支付宝提供了两套 RSA 加密。一套是用来保证步骤 2 统一下单接口时的信息安全,另一套是用来保证步骤 6 回调时的信息安全。
如下图,步骤 2 商户服务器通过红色应用私钥 (priv key 2) 计算签名,支付宝通过红色应用公钥 (pub key 2) 进行验签;步骤 6 支付宝服务器通过蓝色支付宝私钥 (priv key 6) 计算签名,商家通过蓝色支付宝公钥 (pub key 6) 验证签名。
了解了签名计算原理之后,再去管理平台设置 app 信息的时候就游刃有余了,我以沙箱环境为例子。关注公众号:Java项目精选
如上图,说明使用 RSA2 加密方式,HASH 算法采用 SHA256。进入设置之后要设置应用公钥和保存支付宝公钥。
应用公钥和应用私钥 这两个需要自己生成一对,保证步骤2的安全。生成方式跳转支付宝开放平台开发助手
支付宝公钥和支付宝私钥是支付宝提供的,私钥支付宝自己保留的,和自己服务器的应用私钥一样,人家不会提供出来。公钥复制下来用于在回调时进行签名的认证。

三、对称加密

签名虽然可以防止中间人的信息篡改,但是无法防止中间人信息查看。比如步骤 2 中,向支付宝发送的商品金额,中间人即可获取每天中该商家交易的金额。信息在网络中传输感觉是一个虚无缥缈的过程,网络中信息有可能被不法分子进行拦截。
因此在支付的过程中,会推荐使用 https 协议进行交互,使得交互的信息加密传输。而且,支付宝的很多接口还支持使用 AES 加密之后进行传输,使得信息更加安全。
AES 加密是一种对称加密算法,对称加密算法相对于非对称加密要简单一点。系统间只存在一个密钥,这个密钥可以用来加密也可以用来解密。
在与支付宝交互的信息可以通过 AES 加密。防止信息的泄露,官方对接口的解释如下:
若 OpenAPI 无 bizContent 传参则无法使用 AES 密钥加密,否则会报错 当前 API 不支持加密请求。例如:alipay.user.info.share(支付宝会员授权信息查询接口) 未使用 bizContent 传参则无法使用 AES 密钥加密。

四、AES 和 RSA 关系

AES 密钥是对接口请求和响应内容进行加密,密文无法被第三方识别,从而防止接口传输数据泄露。
RSA 密钥是对接口请求和响应内容进行签名,开发者和支付宝开放平台分别加签验签,以确认接口传输的内容没有被篡改。不论接口内容是明文还是密文,RSA 均可正常签名。
开发者可对请求参数先做 AES 加密,然后对密文进行 RSA 签名。
作者:叁滴水
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