以前總是通過timestamp來防止重放攻擊，但是這樣並不能保證每次請求都是一次性的。今天看到了一篇文章介紹的通過nonce（Number used once）來保證一次有效，感覺兩者結合一下，就能達到一個非常好的效果了。
重放攻擊是計算機世界黑客常用的攻擊方式之一，所謂重放攻擊就是攻擊者發送一個目的主機已接收過的包，來達到欺騙系統的目的，主要用於身份認證過程。
首先要明確一個事情，重放攻擊是二次請求，黑客通過抓包獲取到了請求的HTTP報文，然后黑客自己編寫了一個類似的HTTP請求，發送給服務器。也就是說服務器處理了兩個請求，先處理了正常的HTTP請求，然后又處理了黑客發送的篡改過的HTTP請求。
基於timestamp的方案
每次HTTP請求，都需要加上timestamp參數，然后把timestamp和其他參數一起進行數字簽名。因為一次正常的HTTP請求，從發出到達服務器一般都不會超過60s，所以服務器收到HTTP請求之后，首先判斷時間戳參數與當前時間相比較，是否超過了60s，如果超過了則認為是非法的請求。
假如黑客通過抓包得到了我們的請求url： http://koastal.site/index/Info?uid=ZX07&stime=1480862753&sign=80b886d71449cb33355d017893720666
$sign=md5($uid.$token.$stime); // 服務器通過uid從數據庫中可讀出token
一般情況下，黑客從抓包重放請求耗時遠遠超過了60s，所以此時請求中的stime參數已經失效了。
如果黑客修改stime參數為當前的時間戳，則sign參數對應的數字簽名就會失效，因為黑客不知道token值，沒有辦法生成新的數字簽名。
但這種方式的漏洞也是顯而易見的，如果在60s之后進行重放攻擊，那就沒辦法了，所以這種方式不能保證請求僅一次有效。
基於nonce的方案
nonce的意思是僅一次有效的隨機字符串，要求每次請求時，該參數要保證不同，所以該參數一般與時間戳有關，我們這里為了方便起見，直接使用時間戳的16進制，實際使用時可以加上客戶端的ip地址，mac地址等信息做個哈希之后，作為nonce參數。
我們將每次請求的nonce參數存儲到一個“集合”中，可以json格式存儲到數據庫或緩存中。
每次處理HTTP請求時，首先判斷該請求的nonce參數是否在該“集合”中，如果存在則認為是非法請求。
假如黑客通過抓包得到了我們的請求url： http://koastal.site/index/Info?uid=ZX07&nonce=58442c21&sign=80b886d71449cb33355d017893720666
其中：
$sign=md5($uid.$token.$nonce); // 服務器通過uid從數據庫中可讀出token
nonce參數在首次請求時，已經被存儲到了服務器上的“集合”中，再次發送請求會被識別並拒絕。
nonce參數作為數字簽名的一部分，是無法篡改的，因為黑客不清楚token，所以不能生成新的sign。
這種方式也有很大的問題，那就是存儲nonce參數的“集合”會越來越大，驗證nonce是否存在“集合”中的耗時會越來越長。我們不能讓nonce“集合”無限大，所以需要定期清理該“集合”，但是一旦該“集合”被清理，我們就無法驗證被清理了的nonce參數了。也就是說，假設該“集合”平均1天清理一次的話，我們抓取到的該url，雖然當時無法進行重放攻擊，但是我們還是可以每隔一天進行一次重放攻擊的。而且存儲24小時內，所有請求的“nonce”參數，也是一筆不小的開銷。
基於timestamp和nonce的方案
那我們如果同時使用timestamp和nonce參數呢？
nonce的一次性可以解決timestamp參數60s的問題，timestamp可以解決nonce參數“集合”越來越大的問題。
我們在timestamp方案的基礎上，加上nonce參數，因為timstamp參數對於超過60s的請求，都認為非法請求，所以我們只需要存儲60s的nonce參數的“集合”即可。
假如黑客通過抓包得到了我們的請求url： http://koastal.site/index/Info?uid=ZX07&stime=1480862753&nonce=58442c21&sign=80b886d71449cb33355d017893720666
其中：
$sign=md5($uid.$token.$stime.$nonce); // 服務器通過uid從數據庫中可讀出token
如果在60s內，重放該HTTP請求，因為nonce參數已經在首次請求的時候被記錄在服務器的nonce參數“集合”中，所以會被判斷為非法請求。超過60s之后，stime參數就會失效，此時因為黑客不清楚token的值，所以無法重新生成簽名。
綜上，我們認為一次正常的HTTP請求發送不會超過60s，在60s之內的重放攻擊可以由nonce參數保證，超過60s的重放攻擊可以由stime參數保證。
因為nonce參數只會在60s之內起作用，所以只需要保存60s之內的nonce參數即可。
我們並不一定要每個60s去清理該nonce參數的集合，只需要在新的nonce到來時，判斷nonce集合最后一次修改時間，超過60s的話，就清空該集合，存放新的nonce參數集合。其實nonce參數集合可以存放的時間更久一些，但是最少是60s。
驗證流程：
//判斷stime參數是否有效
if( $now - $stime > 60){
die("請求超時");
}
//判斷nonce參數是否在“集合”已存在
if( in_array($nonce,$nonceArray) ){
die("請求僅一次有效");
}
//驗證數字簽名
if ( $sign != md5($uid.$token.$stime.$nonce) ){
die("數字簽名驗證失敗");
}
//判斷是否需要清理nonce集合
if( $now - $nonceArray->lastModifyTime > 60 ){
$nonceArray = null;
}
//記錄本次請求的nonce參數
$nonceArray.push($nonce);
//開始處理合法的請求