API安全保护的实践

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API安全风险

1、损坏的对象级授权：API应强制实施对象访问控制，确保用户只能访问他们被允许访问的对象。

2、损坏的用户身份验证：API应验证其用户的身份，不允许未经授权访问敏感功能。

3、过度数据泄露：API应该只公开其功能所需的数据，而不是更多，以防止数据泄露。

4、缺乏资源和速率限制：API 应对客户端可以请求的资源的大小和数量实施限制，以防止拒绝服务攻击。

5、损坏的功能级别授权：与对象级别类似，但在功能级别，确保用户只能在其权限范围内执行功能

6、批量分配：API应防止客户端使用其他敏感字段更新记录。

7、安全配置错误：应定义、实现和维护安全设置，因为默认值通常不安全。

8、注入缺陷：应保护API免受注入攻击，例如 SQL、NoSQL 和命令注入攻击。

9、资产管理不当：API需要正确版本控制，过时的API应停用，以防止访问已弃用的功能和数据。

10、日志记录和监视不足：应有足够的日志记录、监视和警报，以实时检测和响应恶意活动。

02

API的安全性

应用程序编程接口(API)是软件架构构建过程中不可缺少的一个关键部分，充当不同软件系统在用户和内部系统之间通信和交换数据的渠道。API定义应用程序用于相互通信的方法和数据格式，从而实现了互操作性，这对于创建用户所期望的丰富、无缝的体验至关重要。它们允许以模块化方式扩展功能，可以在不影响整个系统的情况下更新、替换或扩展服务。在越来越依赖集成的数字生态系统中，API 促进了服务、云应用程序和数据源之间的连接，从而加速了软件开发的创新和效率。

在web开发过程中API安全性是保障应用服务稳定运行的至关重要部分，API安全性包括实施措施来保护数据交换，确保API仅供授权用户访问，并且数据传输既安全又可靠。有效的API安全性包括对用户进行身份验证和授权、验证和清理输入数据、加密敏感信息以及维护用于持续监控和审核的综合日志等方法。查看管理API访问令牌的所有最佳安全实践。

API的安全性至关重要。作为敏感数据和关键业务逻辑的网关，API如果遭到入侵，可能会导致严重的数据泄露、财务损失。API安全性确保只处理合法请求，从而保护传输中的数据以及 API 公开的后端服务。随着核心业务流程对 API 的依赖程度越来越高，保护它们的需求变得更加迫切。API安全的常见威胁包括未经授权的访问、注入攻击和利用错误配置的API。攻击者可以利用此类漏洞在未经授权的情况下访问敏感数据、中断服务运营，甚至操纵业务流程。

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API的攻击

1、注入攻击

当攻击者发送恶意数据（通常以脚本或查询的形式）意图执行意外命令或访问未经授权的数据时，就会发生这种情况。例如，SQL 注入可以利用API数据查询接口中的漏洞来操纵数据库。

2、身份验证损坏

未正确强制执行身份验证检查的API容易受到此类攻击。攻击者可能会窃取或伪造身份验证令牌，以未经授权访问敏感资源和功能。

3、敏感数据泄露

加密强度不够或业务逻辑缺陷可能导致敏感数据意外泄露。API可能存在泄露敏感信息，例如个人详细信息、财务记录或机密业务数据。

4、日志记录和监控不足

如果没有适当的活动记录和对API端点的监控，检测和响应安全事件将变得具有一定挑战性。这种疏忽可能允许攻击者在不被发现的情况下利用其他漏洞，从而增加重大违规的风险。目前在数据隐私越来越受到重视的环境中，由于API漏洞而对个人敏感数据的不当处理都可能会导致严重的惩罚。

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API的安全实践

身份验证和授权是API安全的关键组成部分，它决定了谁可以访问API以及允许他们做什么。

OAuth 2.0是一个广泛使用的授权框架（开放标准的安全认证协议，旨在为应用程序提供授权和访问受保护资源的框架），它使应用程序能够获得对 HTTP 服务上用户帐户的有限访问权限。它的工作原理是将用户身份验证委托给托管用户帐户的服务，并授权第三方应用程序访问用户帐户。OpenID的Connect 扩展了 OAuth 2.0 的身份断言，提供了一种基于授权服务器执行的身份验证来验证最终用户身份的方法，以及获取有关最终用户的基本配置文件信息。API 密钥是控制访问的另一种方法;它们必须与 API 请求一起提交的唯一标识符，允许服务识别调用应用程序并检查它是否有权访问API。

安全通信是API安全的另一个支柱。HTTPS与TLS一起确保在客户端和服务器之间传输的数据是加密的，从而防止被攻击者拦截或直接篡改。这在交换敏感数据时尤为重要，因为它可以保护信息不以可读的形式在网络上暴露。

输入验证和参数化对于防止注入攻击至关重要，在注入攻击中，攻击者利用易受攻击的输入字段发送恶意命令。通过根据设定的规范验证所有输入并参数化查询，应用程序可以拒绝意外或有害数据，从而显著降低注入攻击的风险。

访问控制和速率限制对于管理谁可以在 API 中执行哪些操作至关重要。基于角色的访问控制（RBAC）可确保用户只能访问其角色所需的资源，从而降低未经授权访问的风险。速率限制和配额通过限制在特定时间范围内可以进行的API调用次数来防止滥用，防止过度使用和潜在的拒绝服务攻击。

安全标头和跨域资源共享 （CORS）配置也是保护 API的关键。安全标头（如内容安全策略 （CSP））有助于防止跨站点脚本 （XSS）和数据注入攻击。CORS 配置使服务器能够控制与其他域共享内容的方式和时间，这对于从不同源访问的 API 至关重要。

数据加密对于API安全至关重要，是防止数据泄露和未经授权的数据访问的主要防御措施。它通过使敏感数据在没有适当的解密密钥的情况下无法读取来保护敏感数据，在跨网络传输期间（传输中加密）以及存储在服务器或数据库上时保护它（静态加密）。加密对于维护数据的机密性和完整性至关重要，还可以确保遵守数据保护法规，增强数字交易中的信任和隐私。

最后，审计和日志记录对于监控 API使用情况和检测可疑活动是必要的。有效的日志记录可以跟踪谁访问了API、他们执行了哪些操作以及这些操作何时发生。此信息对于审核至关重要，有助于在安全漏洞期间跟踪根本原因。监控系统可以提醒管理员注意可能表明存在攻击的异常模式，例如大量失败的登录尝试或流量异常高峰。它允许快速响应和缓解潜在的安全事件，确保 API 保持安全和可靠。这些做法共同构成了保护 API 的综合方法，在可访问性与保护敏感数据和服务免受未经授权的使用和网络威胁的需求之间取得平衡。

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API安全模式

API 设计中的安全模式是针对创建和管理 API 时遇到的常见安全问题的标准化解决方案。它们可作为蓝图，解决特定的安全挑战，例如身份验证、授权、数据加密和服务之间的安全通信。这些模式确保 API不仅正常运行，而且还可以防止未经授权的访问和数据泄露。通过实施此类模式，开发人员可以保护敏感数据并维护其 API 服务的完整性和机密性，从而为用户和应用程序提供可信赖的交互平台。这些模式在开发生命周期中至关重要，因为它们有助于先发制人地抵消潜在的安全威胁，并且是构建强大且安全的 API生态系统不可或缺的一部分。通过以下这些模式共同构成强大的安全防御，可以保护不同状态和向量的数据，确保符合安全标准，并建立对数字系统的信任。

1、网关模式

网关模式通过提供用于管理 API 请求的单一入口点，在现代应用程序架构中发挥着关键作用。它通过API 网关（充当哨兵）汇集所有客户端请求来加强安全性，确保只有经过身份验证和授权的请求才能到达后端服务。该网关可以实现各种安全协议，从基本的 API 密钥到复杂的 OAuth 令牌，从而有效地从微服务本身卸载安全问题。这种抽象不仅简化了客户端交互，还允许开发人员在一个位置实施和更新身份验证和授权策略，而不是跨多个服务，从而保持强大的安全态势并确保遵守数据隐私法规。

2、代理模式

在网络安全领域，代理模式以反向代理为例，反向代理充当客户端从服务器寻求资源的请求的中介。反向代理增加了额外的安全层，因为它们可以执行 SSL 终止、请求过滤和负载平衡等任务，从而有效地保护后端服务免受直接暴露在互联网上。通过将 API 端点与直接客户端访问隔离开来，反向代理可以最大限度地减少攻击面并降低未经授权访问的风险，同时还为缓存内容和压缩出站数据提供了优化性能的机会。

3、令牌化和加密模式

数据安全是当今数字环境中的重中之重，而令牌化和加密模式为保护敏感信息提供了强大的策略。令牌化将敏感数据元素替换为非敏感等价物（称为令牌），这些等价物没有可利用的价值。加密可确保未经授权的静态和传输中的数据无法被第三方读取。采用强大的加密算法和密钥管理实践，敏感数据的编码方式是只有拥有解密密钥的授权实体才能访问信息。

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强化安全技术到API

在不断发展的 API 开发环境中，安全技术不仅仅是开发生命周期的补充，而是基本方面。从一开始就将安全性集成到 API 开发流程中，对于建立针对日益复杂的网络威胁的强大防御至关重要。这种集成确保了从初始设计到部署及以后的每个阶段都持续关注安全问题，从而在组织内培养了一种安全正念文化。通过优先考虑 API 生命周期中的安全性，开发人员和公司不仅可以保护他们的 API，还可以加强依赖这些重要基础设施的整个生态系统。

用于异常检测的机器学习

机器学习算法擅长识别偏离规范的异常模式，这可能表明存在安全漏洞。这些系统从历史数据中学习以检测异常值，从而实现对潜在威胁的实时自动响应，从而在没有人为干预的情况下增强安全态势。

零信任架构

零信任架构基于最小权限原则，确保用户和系统不会拥有不必要的访问权限。它要求对身份验证和授权进行持续验证，从不信任并始终验证，以保护网络免受未经授权的访问。

不可变 API 和代码(IAC)

不可变 API 和基础结构即代码(IAC）为一致的部署模式奠定了基础，从而消除了环境配置中的不一致。这种方法允许安全策略实施的自动化，确保基础设施修改是可跟踪的、可验证的，并防止未经授权的更改。

左移安全方法

左移安全方法强调在软件开发生命周期的早期集成安全措施，而不是事后才想到。通过在设计阶段纳入安全注意事项，并在整个开发过程中定期进行安全审计和测试，可以及早发现和缓解潜在的漏洞，从而降低部署后发生安全事件的风险。

持续集成/持续部署和安全性

在CI/CD实践中，安全性是一个关键组件，在 CI/CD 管道中嵌入了自动安全扫描，以确保软件的每次迭代都经过漏洞审查。此过程可确保安全性与现代开发的快速部署环境保持同步，从而实现快速、安全的发布周期并持续交付安全、可靠的软件。

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小结

保护 API 不是一次性任务，而是一项持续的工作，需要时刻保持警惕并适应新出现的威胁。通过遵循最佳实践并实施经过验证的安全模式，组织可以创建可复原的 API 安全态势。这涉及从采用最小特权原则到将尖端安全技术集成到 API 生命周期中，从在 CI/CD 管道中自动执行安全测试到采用零信任方法的方方面面。有了这些策略，API 可以作为数据流的安全渠道，使企业能够在数字领域充满信心地进行创新和运营。

原文始发于微信公众号（安全架构）：API安全保护的实践