使用redis制作一个简单的防御模块 抵御恶意http请求攻击

前言

本人是个菜鸡大学仔，平时也没有写csdn的习惯，刚刚做完一个小型外包项目不久没什么事，突然心血来潮，突发大胆想法。多年来由于始终不敢相信2G+1M的阿里云服务器的性能，一直想要自己尝试做一个简单的HTTP安全模块，防止好事者通过浏览器或者程序使用http访问刷我的服务器，恰逢今日有空，打算在原本的一个自己开发的二手市场springboot项目上使用刚学不久的redis进行恶意http攻击检测.，现在在csdn上做这光荣一刻的伟大记录，我习惯于把代码当做文章口述的一部分，而不会大规模复制代码，所以springboot基础薄弱的看着可能会有一些不适. 请见谅

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、原理和思路

由于redis是基于内存的缓存服务器，性能高，稳定性也经住了市场的考验，自定义拦截器，连接请求，使用redis来记录每个http请求ip的近期访问次数，w如果发现了异常情况（短时间内发送了大量请求）则可以认为是恶意的HTTP请求攻击.可以对该IP进行封锁处理.并且可以记录该IP到日志上.

二、程序步骤

1.引入依赖和配置redis

为了方便测试，我使用工作电脑调试和运行springboot项目，而redis服务器搭建在阿里云上. 

<!--redis 依赖-->
<dependency>
	<groupId>org.springframework.boot</groupId>
	<artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>


#redis配置
spring.redis.host = ...
spring.redis.port = ... [默认6379]
spring.redis.password = [如果你的redis服务器有密码]

2.自定义redis的序列化器和RedisTemplate

我们需要一种<String, Integer>类型的RedisTemplate，并且要求他的value能够灵活地在java中作为integer 而在redis中作为string，而不用通过我们手工转换，同时也能保证在redis服务器上的可读性.  springboot上的redis整合api中提供了愚蠢的RedisTemplate<String, Integer> 由于Integer的序列化等问题显然不符合我们的要求，只能定制 一个自己的RedisTemplate 和序列化器，我习惯建一个config包，在该包的类中通过bean方法创建自己的配置bean

2.1.序列化器

  定义一个类 实现RedisSerializer<Integer>接口，重写其序列化和反序列化方法

实现思路很简单，因为我们的目的是在redis中以string字符储存， 在java中以integer的形式出现，在序列化时候将integer转换为string再进行序列化，反序列化时将序列化后的string转换成integer即可

@Override
public byte[] serialize(@Nullable Integer integer) throws SerializationException {
    return integer== null ? null : integer.toString().getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
}



@Override
public Integer deserialize(@Nullable byte[] bytes) throws SerializationException {
    return bytes == null ? null : Integer.valueOf(new String(bytes, 
        StandardCharsets.UTF_8));
}

2.2.RedisTemplate

我们可以简单地创建一个RedisTemplate<String, Integer> 对象，对其key采用string序列化策略（注意，不要使用愚蠢的jdk默认序列化器，其序列化策略并不会原原本本地将string对象作为字符地byte数组存储，而且将其序列化为一种远古人类使用地奇怪符号） 对其value采用我们上文自定义的序列化器，所以核心的操作是

setKeySerializer(new StringRedisSerializer());

setValueSerializer(intRedisSerializer);

全部代码如下

@Configuration
public class RedisConfig {

    @Autowired
    RedisSerializer<Integer> intRedisSerializer;

    @Bean("intRedisTemplate")
    public RedisTemplate<String, Integer> IntRedisTemplate(RedisConnectionFactory rcf){
        RedisTemplate<String, Integer> re = new RedisTemplate();
        re.setConnectionFactory(rcf);
        re.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        re.setValueSerializer(intRedisSerializer);

        return re;
    }
}

说明：我将前面的integer序列化器命名为intRedisSerializer，注入了该RedisTemplate中

3.侦探类实现检测http攻击的核心功能

聪明的你可能已经发现字体的颜色变深了，这并不是因为我不知道怎么改字体颜色，而是我们的核心代码要开始了！！！

侦探（HttpDetective）这个名字花了我近10分钟， 该接口只声明了一个inspection(String ip)方法， 决定这个ip是否能访问你的服务器， 然后我们再创建HttpDetectiveImpl来具体实现他的功能，我们使用了一种简单可容错的策略，忽略了异步可能导致的实际参数误差，但是这并不会影响我们的功能和安全性. 具体代码如下

@Component("httpDetective")
public class HttpDetectiveImpl implements HttpDetective {


    @Autowired
    private RedisTemplate<String, Integer> intRedisTemplate;

    
    private final int RECORD_TIME = 1000;
    private final int ALLOW_TIMES = 6;
    private final int REFUSE_TIME = 180000;


    @Override
    public boolean inspection(String ip) {
        Integer times = intRedisTemplate.opsForValue().get(ip);
        if(times == null){
            System.out.println("有正常人进入");
            intRedisTemplate.opsForValue().set(ip, 1, RECORD_TIME, TimeUnit.MILLISECONDS);
            return true;
        }else{
            if(times >= ALLOW_TIMES){
                System.out.println("认定为入侵行为 拦截访问 并且禁止目标短时间内再次访问并且记录 入侵者ip"+ ip);
                intRedisTemplate.opsForValue().set(ip, ALLOW_TIMES, REFUSE_TIME, TimeUnit.MILLISECONDS);
                return false;
            }else{
                System.out.println("有可疑人进入.  "+times);
                intRedisTemplate.opsForValue().increment(ip);
                return true;
            }
        }
    }
}

我们将前面的RedisTemplate注入侦探类作为侦探类的工具，为了方便后面的修改，我们定义了三个常量，单位都是毫秒

    RECORD_TIME：  检查http访问的时间间隔
    ALLOW_TIMES ：  检测时间间隔内的访问的次数
    REFUSE_TIME：   对判定为入侵者的封禁时间

我们将客户端传入的ip作为redis的键，当客户端首次访问时候，会创建该键值对，并且设置其生存周期 也就是RECORD_TIME，我们这里设置为一秒，这一秒内 用户每当再次访问接口，对应的value就会自己加一，如果在生存周期内值加到ALLOW_TIMES时，会将其设为入侵者，并且其在REFUSE_TIME时间内无法再访问我们的url.即对该ip封禁的时间内都会返回false，并且若入侵者继续尝试访问http接口时都会刷新封禁时间，这里将其注册为名字为httpDetective的bean

4.拦截器中挂载该侦探类，实现http拦截检测

4.1 自定义拦截器

由于拦截器通过返回true和false来决定是否发行，这里只需要直接注入上面的侦探类返回其inspection方法即可.

@Autowired
HttpDetective httpDetective;

@Bean
public HandlerInterceptor visitorRegistration(){

    return new HandlerInterceptor(){
        @Override
        public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
            return httpDetective.inspection(request.getRemoteAddr());
        }
    };
}

4.3 在springboot中注册拦截器

springboot注册拦截器非常方便，只要继承了WebMvcConfigurer并且在其 addInterceptors(InterceptorRegistry registry) 方法中添加改拦截器即可，注意把该类注解为@Configuratio， 这里不必多说

@Configuration
public class WebMvcConfig implements WebMvcConfigurer {

    @Resource
    HandlerInterceptor visitorRegistration;

    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {

        System.out.println("添加拦截器");
        // TODO Auto-generated method stub
        registry.addInterceptor(visitorRegistration)
                // 拦截路劲
                .addPathPatterns("/**");

    }
}

三、功能测试

我使用已经开发出雏形的二手商城为例子，先开启服务器

服务器正常启动

打开浏览器，疯狂刷http（很多人可能远远达不到我的手速，也可以选择通过编写程序刷url）

我们可以看到 在我一秒20刷的http请求中，在第六次之后的请求全部被拦截下来，并且3分钟内无法再访问

服务器中的redis也有对应的redis记录

四、总结和后语

虽然用屁股想都知道肯定有相关功能而且稳定高效的框架，但是我仍然喜欢自己亲自动手实现自己突然的想法或者以前的想法，代码中可能会因为springboot框架整体的异步结构会出现一定的偏差，但是这点并不会对其安全性有影响，而且有兴趣的人也可以对HttpDetective接口做更加稳定或者高效的实现，这是我认真写的第一张csdn 由于不怎么熟练，花了我快三个小时的时间完成.文章中出现的错别字请见谅，作者技术较菜，有什么说的不对的地方或者建议请大佬们多指教