如何提高API接口的性能和设计安全可靠的API

如何提高API接口的性能

下图显示了提高 API 性能的 5 种常见技巧。

分页

这是在结果集较大时常用的优化方法。结果会以流式方式传回客户端，以提高服务响应速度。

异步日志

同步日志每次调用都要处理磁盘，会降低系统速度。异步日志会先将日志发送到无锁缓冲区，然后立即返回。日志会定期刷新到磁盘，这大大减少了 I/O 开销。

缓存

我们可以将经常访问的数据缓存到缓存中。客户端先查询缓存，而不是直接访问数据库。如果出现缓存缺失，客户端可以从数据库中查询。Redis 等缓存将数据存储在内存中，因此数据访问速度比数据库快得多。

Payload 压缩

可以使用 gzip 等对请求和响应进行压缩，从而大大缩小传输数据的大小。这可以加快上传和下载速度。

连接池

访问资源时，我们经常需要从数据库加载数据。打开和关闭数据库连接会增加大量开销。因此，我们应该通过一个开放连接池来连接数据库。连接池负责管理连接的生命周期。

如何设计安全可靠的API ？

① 使用 HTTPS

• 数据加密：HTTPS 对客户端和服务器之间传输的数据进行加密。它使用 TLS 或其前身 SSL 对通信进行加密。这种加密可确保用户数据、身份验证等敏感信息在传输过程中保持安全。如果没有 HTTPS，这些信息可能会被数据包嗅探等技术截获。

• 合规要求：许多监管标准，如 GDPR 和 PCI DSS，都要求使用 HTTPS 来保护用户的敏感信息。

• SEO 要求：谷歌等搜索引擎会优先考虑支持 HTTPS 的网站和应用程序接口，认为它们更安全。

② 使用 OAuth 2.0

OAuth 2.0 对设计安全可靠的 API 至关重要，因为它能够在不共享用户凭证的情况下使用代理来访问资源。它还支持跨多个应用程序和服务的集成，促进了单点登录（SSO），允许用户进行一次身份验证来无缝访问多个服务或应用程序。

③ 使用 WebAuthn

WebAuthn 不依赖于集中式服务器或密码数据库。它允许用户注册和使用自己的设备（如安全密钥或生物特征识别设备）进行身份验证，消除仅依赖密码的弱点。通过实现 WebAuthn，API 可以符合 FIDO 等安全标准，满足合规要求。

④ 使用分级 API Key

我们通常要针对系统开放的服务接口设计不同的访问权限。分级的 API Key 可以提供细粒度的访问控制。比如，在使用 Stripe 时，我们可以给“访问账户”指定一个只读 API Key，给“操作账户”指定另一个 API Key。

⑤ 授权

这一条和上一条相关。我们需要给系统内部的各种 API 接口设计访问授权，遵循“最小权限”原则。

⑥ 限流

在设计 API 时，需要估计大致容量，并针对容量来限流，从而保护系统。限流的好处有很多，比如防止 DDos 攻击，防止系统过载，合理分配系统资源等。

⑦ 版本控制

API 版本控制提供了一种结构化的 API 生命周期管理方法，将 API 的管理提升到代码一个级别，同时确保向后兼容性。它使开发人员能够引入新功能而不会破坏用户对于旧版本的依赖。

⑧ 白名单

白名单指定并仅允许预先批准的 IP 地址或用户访问 API。这有助于防止常见的安全威胁，如未经授权的访问、数据泄露、注入攻击等。它提高了潜在攻击者的门槛。

⑨ 定期检查 OWASP API 安全风险清单

The OWASP API Security Top 10 是由 OWASP（Open Web Application Security Project）编制的清单，该组织致力于提高软件安全性。该清单特别突出了与 API 相关的最关键安全风险，旨在提高开发人员、安全专业人员和组织对 API 相关漏洞和威胁的意识，并提供指导，以有效解决这些问题。

⑩ 使用 API 网关

API 网关作为入站 API 请求的集中入口点。它们能够实施诸如身份验证、授权、加密和威胁防护等安全措施。这种集中化能够在所有 API 中应用一致的安全策略。

11 错误处理

有效的错误处理机制使 API 能够优雅地处理意外情况或故障，确保错误得到适当地传达给客户端，提供更好的用户体验。确保返回给客户端的错误消息不会暴露 API 内部运作或基础架构的敏感信息。

12 输入验证

无效或格式不正确的输入数据可能导致数据丢失、损坏或系统崩溃。输入验证在设计安全可靠的 API 中至关重要，有助于防止常见的攻击，如 SQL 注入、NoSQL 注入和其他基于注入的漏洞。