应用程序编程接口 (API) 是现代软件架构的重要组成部分，作为不同软件系统之间进行通信和数据交换的桥梁。API 定义了应用程序之间相互通信的方法和数据格式，从而实现互操作性，对于提供用户期望的丰富、无缝体验至关重要。通过 API，可以模块化地扩展功能，而不会影响整个系统，服务也可以进行更新、替换或扩展。在如今高度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，从而加速软件开发的创新和效率。
什么是 API 安全性？
API 安全性是现代 Web 服务和应用程序的重要组成部分，旨在保护 API 及其所涉及的任何中介机构的完整性。API 安全性涉及实施多种措施来保护数据交换，确保 API 只能由授权用户访问，数据传输安全可靠。有效的 API 安全性包括对用户进行身份验证和授权、验证与清理输入数据、加密敏感信息，以及维护全面的日志以进行持续监控和审核。此外，还需遵循管理 API 访问令牌的最佳实践。
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，一旦 API 遭到破坏，可能导致严重的数据泄露、财务损失以及客户信任度下降。API 安全性确保仅处理合法请求，保护数据在传输中的安全以及 API 所公开的后端服务安全。随着核心业务流程对 API 的依赖日益加深，保护它们的需求也变得更加紧迫。API 面临的常见安全威胁包括未经授权的访问、注入攻击和利用错误配置的漏洞。攻击者可能通过这些漏洞对敏感数据进行未授权访问、破坏服务运营，甚至操纵业务流程。随着 API 生态系统的复杂性和规模不断增加，实施强有力的安全措施已成为全球组织的关键关注点。
API 攻击
API 漏洞可能会遭受多种类型的专门攻击，以下是常见的攻击类型：
注入攻击
当攻击者通过脚本或查询的形式发送恶意数据，试图执行未预期的命令或访问未经授权的数据时，就会发生注入攻击。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。
身份验证被破坏
未正确执行身份验证检查的 API 容易受到攻击。攻击者可能窃取或伪造身份验证令牌，进而获取对敏感资源和功能的未授权访问。
敏感数据暴露
加密不足或业务逻辑的缺陷可能导致敏感数据意外泄露。API 可能会无意中暴露私人信息，例如个人详细信息、财务记录或机密业务数据。
日志记录和监控不足
缺乏对活动的正确记录和 API 端点的监控，将使得检测和响应安全事件变得困难。这种疏忽可能使攻击者在不被察觉的情况下利用其他漏洞，增加了重大安全漏洞的风险。
API 泄露对组织的影响深远且多方面。在财务上，可能因欺诈、盗窃或不合规而被处以罚款，导致重大损失。此外，违规行为还会损害组织声誉，并可能导致客户流失。
此外，API 泄露可能导致运营中断，并需要大量资源来解决，涉及紧急事件响应、长期安全升级及与数据泄露后果相关的法律成本。在数据隐私愈发重要的今天，因 API 漏洞导致的个人数据处理不当可能引发严重的法律和道德影响。因此，组织必须优先考虑 API 安全，采用最佳实践来防范已知的攻击媒介，并建立能够随网络威胁变化而不断更新的安全文化。
API 安全最佳实践
身份验证和授权是 API 安全性的核心，决定谁可以访问 API 以及允许其执行哪些操作。OAuth 2.0 是一种广泛使用的授权框架，允许应用程序获得对 HTTP 服务上的用户账户的有限访问权限。其工作原理是将用户身份验证委托给托管用户账户的服务，并授权第三方应用访问用户账户。OpenID Connect 在 OAuth 2.0 的基础上扩展了身份断言，提供了一种验证最终用户身份的方法，以及获取用户基本信息的方式。API 密钥是另一种控制访问的方法，通过与 API 请求一起提交唯一标识符，服务可以识别调用应用并检查其访问权限。
安全通信是 API 安全的另一重要支柱。通过使用 HTTPS 和传输层安全性 (TLS)，确保客户端与服务器之间的数据传输经过加密，从而防止攻击者拦截或篡改。尤其在敏感数据交换时，这种加密能够防止信息被明文形式传输，保护数据的机密性。
输入验证和参数化对于防止注入攻击至关重要。攻击者通常会利用输入字段的漏洞发送恶意命令，通过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 API 中用户行为至关重要。基于角色的访问控制 (RBAC) 确保用户只能访问其角色所需的资源，降低未经授权访问的风险。而速率限制和配额通过限制在特定时间内的 API 调用数量，有效防止滥用和潜在的拒绝服务攻击。
安全标头和跨源资源共享 (CORS) 也在保护 API 中发挥着重要作用。安全标头，如内容安全策略 (CSP)，可以帮助防止跨站点脚本 (XSS) 和数据注入攻击。而 CORS 配置则允许服务器控制内容共享的方式和时机，尤其对于需要从不同来源访问的 API 至关重要。
数据加密是防止数据泄露和未授权访问的主要防线。通过在传输中（加密传输）和静态（加密存储）加密数据，确保敏感信息在没有正确解密密钥的情况下不可读。数据加密对于维护数据机密性、完整性以及遵守数据保护法规至关重要。
最后，审计和日志记录是监控 API 使用情况和检测可疑活动的必要手段。有效的日志记录可以跟踪 API 的访问者、执行的操作及其时间。这些信息对于审核和追踪安全事件的根本原因非常重要。监控系统还可以通过检测异常模式（如大量失败的登录尝试或流量异常激增）发出警报，快速响应并缓解潜在的安全威胁，确保 API 的安全和可靠。
这些实践构成了保护 API 的综合方法，平衡了可访问性与保护敏感数据和服务免受未经授权使用及网络威胁的需求。
API 的安全模式
API 设计中的安全模式是针对创建和管理 API 时常见安全问题的标准化解决方案，作为解决身份验证、授权、数据加密和服务间安全通信等安全挑战的蓝图。通过实施这些模式，开发人员不仅能确保 API 正常运行，还能防止未经授权的访问和数据泄露，从而保护敏感数据并维持 API 服务的完整性和机密性。这些模式在开发生命周期中至关重要，有助于应对潜在安全威胁，是构建强大、安全的 API 生态系统不可或缺的一部分。
网关模式
网关模式通过提供一个管理 API 请求的单一入口点，在现代应用架构中发挥关键作用。API 网关作为所有客户端请求的汇集点，充当安全哨兵，确保只有经过身份验证和授权的请求才能到达后端服务。网关可以实现多种安全协议，从简单的 API 密钥到复杂的 OAuth 令牌，有效减轻了微服务本身的安全问题。这种抽象不仅简化了客户端交互，还允许在一个地方统一实施和更新身份验证与授权策略，确保强大的安全态势并符合数据隐私法规。
代理模式
在网络安全领域，代理模式中的反向代理充当客户端请求资源的中介。反向代理通过执行 SSL 终止、请求过滤和负载均衡，增加了一层额外的安全保护，防止后端服务直接暴露于互联网。通过隔离 API 端点与直接客户端访问，反向代理能最大程度地减少攻击面并降低未经授权访问的风险，同时还能提供缓存内容和压缩出站数据以优化性能的机会。
经纪人模式
在管理分布式系统中服务间通信的复杂性时，经纪人模式扮演着重要角色。它涉及一个代理组件，用于协调客户端和服务之间的 API 请求和响应。通过调解这些交互，代理提供了额外的安全层，执行消息验证和转换，避免暴露服务逻辑。服务代理通过管理流量、执行策略以及监控和记录活动来提高安全性，这对检测和防范恶意活动至关重要。同时，代理模式简化了客户端与后端服务的交互，提供了一个强大且可维护的接口，即使服务不断演变，也不会直接影响客户端。
标记化和加密模式
数据安全是当今数字环境中的核心问题，标记化和加密模式为保护敏感信息提供了有效的策略。标记化通过将敏感数据元素替换为不敏感的标记，保护如支付信息或个人标识符等数据，使其在多个系统中传递而不暴露底层敏感信息。加密则确保数据在静态和传输过程中无法被未授权方读取，采用强加密算法和密钥管理实践，使数据仅对持有正确解密密钥的授权实体可读。两者相结合，为保护不同状态和途径的数据提供了强有力的防御，确保合规性并建立对数字系统的信任。
先进的安全技术与 API 开发集成
在不断发展的 API 开发环境中，安全技术不仅是开发过程中的一个环节，更是其基础组成部分。从一开始将安全性集成到 API 开发生命周期中，能够有效建立对抗日益复杂网络威胁的坚固防御。这种集成确保安全成为从设计到部署的每个阶段的重点，从而在组织内培养一种以安全为核心的文化。通过在 API 生命周期中优先考虑安全性，开发人员和企业不仅可以保护其 API，还能巩固整个依赖这些关键基础设施的生态系统。
用于异常检测的机器学习
机器学习算法擅长识别偏离正常行为的异常模式，这可能是安全漏洞的信号。这些系统通过从历史数据中学习来检测异常，从而实现对潜在威胁的实时自动响应，无需人工干预，有效增强整体安全态势。
零信任架构
零信任架构基于最小权限原则，确保用户和系统只获得必要的访问权限，且每次访问都要经过身份验证与授权。此架构始终保持验证状态，以防止未经授权的访问，保护网络安全。
不可变 API 与基础设施即代码 (IaC)
不可变 API 和基础设施即代码 (IaC) 为一致的部署模式提供了基础，消除了环境配置中的不一致。这种方法能自动化实施安全策略，确保基础设施修改可追踪、可验证，从而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阶段集成安全措施，而不是事后补救。通过在设计阶段纳入安全考量，并在开发过程中进行定期安全审查和测试，可以及早发现并解决潜在漏洞，从而降低部署后发生安全事件的风险。
持续集成/持续部署 (CI/CD) 与安全
在 CI/CD 实践中，安全是关键组成部分。CI/CD 管道中嵌入了自动化安全扫描，以确保软件每次迭代都经过漏洞审查。这一过程使安全性能够与现代开发的快速发布环境同步，实现安全且可靠的持续交付。
OWASP 前 10 名 API 安全风险
OWASP（开放 Web 应用程序安全项目）Top 10 是针对开发人员和 Web 应用程序安全性的标准意识文档，代表了对 Web 应用程序最关键安全风险的广泛共识。对于 API，这些风险类似于传统 Web 应用程序，但表现形式不同。API 作为用于构建软件和应用程序的协议和工具集，由于直接访问后端系统和数据，特别容易受到安全风险的影响。
官方 OWASP 十大 API 安全风险包括以下威胁：
- 损坏的对象级授权：API 应对对象实施访问控制，确保用户只能访问被授权的对象。
- 用户身份验证失效：API 应验证用户身份，不允许未经授权访问敏感功能。
- 过多的数据暴露：API 应仅暴露所需的数据，防止数据泄露。
- 缺乏资源和速率限制：API 应对客户端请求的资源大小和数量实施限制，防止拒绝服务攻击。
- 功能级别授权被破坏：在功能级别确保用户只能执行其权限范围内的操作。
- 批量分配：API 应防止客户端使用敏感字段批量更新记录。
- 安全配置错误：应定义、实施和维护安全配置，避免使用不安全的默认设置。
- 注入缺陷：API 应保护免受注入攻击，例如 SQL、NoSQL 和命令注入。
- 资产管理不当：API 需要正确的版本控制，并停用过时 API，以防止访问已弃用的功能和数据。
- 日志记录和监控不足：应进行充分的日志记录、监控和警报，以实时检测并响应恶意活动。
每个风险都需要仔细考虑和缓解，以确保 API 免受潜在威胁，并保证数据的完整性和隐私。对于组织来说，依据这些风险定期检查其 API 安全性，以保持强健的安全态势是至关重要的。
结论
保护 API 是一项持续的工作，需要保持警惕并适应新出现的威胁。通过遵循最佳实践和实施有效的安全模式，组织可以建立弹性的 API 安全体系。无论是采用最小权限原则、将先进的安全技术集成到 API 开发生命周期中，还是在 CI/CD 流程中进行自动化安全测试，零信任架构都可以有效提升安全性。运用这些策略，API 可以成为数据流动的安全渠道，使企业能够在数字化领域中自信地创新和运营。
原文链接：API Security: Best Practices and Patterns To Securing APIs
Keyword: 幂简集成