1. 前言

最近在折騰微信支付，證書(shū)還是比較煩人的，所以有必要分享一些經(jīng)驗(yàn)，減少你在開(kāi)發(fā)微信支付時(shí)的踩坑。目前微信支付的 API 已經(jīng)發(fā)展到V3版本，采用了流行的 Restful 風(fēng)格。

今天來(lái)分享微信支付的難點(diǎn)——簽名，雖然有很多好用的 SDK 但是如果你想深入了解微信支付還是有幫助的。

2. API 證書(shū)

為了保證資金敏感數(shù)據(jù)的安全性，確保我們業(yè)務(wù)中的資金往來(lái)交易萬(wàn)無(wú)一失。目前微信支付第三方簽發(fā)的權(quán)威的 CA 證書(shū)(API 證書(shū))中提供的私鑰來(lái)進(jìn)行簽名。通過(guò)商戶(hù)平臺(tái)你可以設(shè)置并獲取 API 證書(shū)。

切記在第一次設(shè)置的時(shí)候會(huì)提示下載，后面就不再提供下載了，具體參考說(shuō)明。

設(shè)置后找到zip壓縮包解壓，里面有很多文件，對(duì)于 JAVA 開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)只需要關(guān)注apiclient_cert.p12這個(gè)證書(shū)文件就行了，它包含了公私鑰，我們需要把它放在服務(wù)端并利用 Java 解析.p12文件獲取公鑰私鑰。

務(wù)必保證證書(shū)在服務(wù)器端的安全，它涉及到資金安全。

解析 API 證書(shū)

接下來(lái)就是證書(shū)的解析了，證書(shū)的解析有網(wǎng)上很多方法，這里我使用比較“正規(guī)”的方法來(lái)解析，利用 JDK 安全包的java.security.KeyStore來(lái)解析。

微信支付 API 證書(shū)使用了PKCS12算法，我們通過(guò)KeyStore來(lái)獲取公私鑰對(duì)的載體KeyPair以及證書(shū)序列號(hào)serialNumber，我封裝了工具類(lèi)（序列號(hào)你自己處理）：

import?org.springframework.core.io.ClassPathResource;

import?java.security.KeyPair;
import?java.security.KeyStore;
import?java.security.PrivateKey;
import?java.security.PublicKey;
import?java.security.cert.X509Certificate;

/**
?*?KeyPairFactory
?*
?*?@author?dax
?*?@since?13:41
?**/
public?class?KeyPairFactory?{

????private?KeyStore?store;

????private?final?Object?lock?=?new?Object();

????/**
?????*?獲取公私鑰.
?????*
?????*?@param?keyPath??the?key?path
?????*?@param?keyAlias?the?key?alias
?????*?@param?keyPass??password
?????*?@return?the?key?pair
?????*/
????public?KeyPair?createPKCS12(String?keyPath,?String?keyAlias,?String?keyPass)?{
????????ClassPathResource?resource?=?new?ClassPathResource(keyPath);
????????char[]?pem?=?keyPass.toCharArray();
????????try?{
????????????synchronized?(lock)?{
????????????????if?(store?==?null)?{
????????????????????synchronized?(lock)?{
????????????????????????store?=?KeyStore.getInstance("PKCS12");
????????????????????????store.load(resource.getInputStream(),?pem);
????????????????????}
????????????????}
????????????}
????????????X509Certificate?certificate?=?(X509Certificate)?store.getCertificate(keyAlias);
????????????certificate.checkValidity();
????????????//?證書(shū)的序列號(hào)?也有用
????????????String?serialNumber?=?certificate.getSerialNumber().toString(16).toUpperCase();
????????????//?證書(shū)的?公鑰
????????????PublicKey?publicKey?=?certificate.getPublicKey();
????????????//?證書(shū)的私鑰
????????????PrivateKey?storeKey?=?(PrivateKey)?store.getKey(keyAlias,?pem);

????????????return?new?KeyPair(publicKey,?storeKey);

????????}?catch?(Exception?e)?{
????????????throw?new?IllegalStateException("Cannot?load?keys?from?store:?"?+?resource,?e);
????????}
????}
}

眼熟的可以看出是胖哥 Spring Security 教程中 JWT 用的公私鑰提取方法的修改版本，你可以對(duì)比下不同之處。

這個(gè)方法中有三個(gè)參數(shù)，這里必須要說(shuō)明一下：

• keyPath?API 證書(shū)apiclient_cert.p12的classpath路徑,一般我們會(huì)放在resources路徑下，當(dāng)然你可以修改獲取證書(shū)輸入流的方式。
• keyAlias?證書(shū)的別名，這個(gè)微信的文檔是沒(méi)有的，胖哥通過(guò)加載證書(shū)時(shí)進(jìn)行 DEBUG 獲取到該值固定為Tenpay Certificate?。
• keyPass?證書(shū)密碼，這個(gè)默認(rèn)就是商戶(hù)號(hào)，在其它配置中也需要使用就是mchid，就是你用超級(jí)管理員登錄微信商戶(hù)平臺(tái)在個(gè)人資料中的一串?dāng)?shù)字。

3. V3 簽名

微信支付 V3 版本的簽名是我們?cè)谡{(diào)用具體的微信支付的 API 時(shí)在 HTTP 請(qǐng)求頭中攜帶特定的編碼串供微信支付服務(wù)器進(jìn)行驗(yàn)證請(qǐng)求來(lái)源，確保請(qǐng)求是真實(shí)可信的。

簽名格式

簽名串的具體格式，一共五行一行也不能少，每一行以換行符\n結(jié)束。

HTTP請(qǐng)求方法\n
URL\n
請(qǐng)求時(shí)間戳\n
請(qǐng)求隨機(jī)串\n
請(qǐng)求報(bào)文主體\n

• HTTP 請(qǐng)求方法?你調(diào)用的微信支付 API 所要求的請(qǐng)求方法，比如 APP 支付為POST。
• URL?比如 APP 支付文檔中為https://api.mch.weixin.qq.com/v3/pay/transactions/app，除去域名部分得到參與簽名的 URL。如果請(qǐng)求中有查詢(xún)參數(shù)，URL 末尾應(yīng)附加有'?'和對(duì)應(yīng)的查詢(xún)字符串。這里為/v3/pay/transactions/app。
• 請(qǐng)求時(shí)間戳?服務(wù)器系統(tǒng)時(shí)間戳，保證服務(wù)器時(shí)間正確并利用System.currentTimeMillis() / 1000獲取即可。
• 請(qǐng)求隨機(jī)串?找個(gè)工具類(lèi)生成類(lèi)似593BEC0C930BF1AFEB40B4A08C8FB242的字符串就行了。
• 請(qǐng)求報(bào)文主體?如果是GET請(qǐng)求直接為空字符""?；當(dāng)請(qǐng)求方法為POST或PUT時(shí)，請(qǐng)使用真實(shí)發(fā)送的JSON報(bào)文。圖片上傳 API，請(qǐng)使用meta對(duì)應(yīng)的JSON報(bào)文。

生成簽名

然后我們使用商戶(hù)私鑰對(duì)按照上面格式的待簽名串進(jìn)行 SHA256 with RSA 簽名，并對(duì)簽名結(jié)果進(jìn)行Base64 編碼得到簽名值。對(duì)應(yīng)的核心 Java 代碼為：

/**
?*?V3??SHA256withRSA?簽名.
?*
?*?@param?method???????請(qǐng)求方法??GET??POST?PUT?DELETE?等
?*?@param?canonicalUrl?例如??https://api.mch.weixin.qq.com/v3/pay/transactions/app?version=1?——>?/v3/pay/transactions/app?version=1
?*?@param?timestamp????當(dāng)前時(shí)間戳???因?yàn)橐渲玫絋OKEN?中所以?簽名中的要跟TOKEN?保持一致
?*?@param?nonceStr?????隨機(jī)字符串??要和TOKEN中的保持一致
?*?@param?body?????????請(qǐng)求體?GET?為?""?POST?為JSON
?*?@param?keyPair??????商戶(hù)API?證書(shū)解析的密鑰對(duì)??實(shí)際使用的是其中的私鑰
?*?@return?the?string
?*/
@SneakyThrows
String?sign(String?method,?String?canonicalUrl,?long?timestamp,?String?nonceStr,?String?body,?KeyPair?keyPair)??{
????String?signatureStr?=?Stream.of(method,?canonicalUrl,?String.valueOf(timestamp),?nonceStr,?body)
????????????.collect(Collectors.joining("\n",?"",?"\n"));
????Signature?sign?=?Signature.getInstance("SHA256withRSA");
????sign.initSign(keyPair.getPrivate());
????sign.update(signatureStr.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
????return?Base64Utils.encodeToString(sign.sign());
}

4. 使用簽名

簽名生成后會(huì)同一些參數(shù)組成一個(gè)Token放置到對(duì)應(yīng) HTTP 請(qǐng)求的Authorization請(qǐng)求頭中，格式為：

Authorization:?WECHATPAY2-SHA256-RSA2048?{Token}

Token由以下五部分組成：

• 發(fā)起請(qǐng)求的商戶(hù)（包括直連商戶(hù)、服務(wù)商或渠道商）的商戶(hù)號(hào)mchid

• 商戶(hù) API 證書(shū)序列號(hào)serial_no，用于聲明所使用的證書(shū)

• 請(qǐng)求隨機(jī)串nonce_str

• 時(shí)間戳timestamp

• 簽名值signature

Token生成的核心代碼：

/**
?*?生成Token.
?*
?*?@param?mchId?商戶(hù)號(hào)
?*?@param?nonceStr???隨機(jī)字符串
?*?@param?timestamp??時(shí)間戳
?*?@param?serialNo???證書(shū)序列號(hào)
?*?@param?signature??簽名
?*?@return?the?string
?*/
String?token(String?mchId,?String?nonceStr,?long?timestamp,?String?serialNo,?String?signature)?{
????final?String?TOKEN_PATTERN?=?"mchid=\"%s\",nonce_str=\"%s\",timestamp=\"%d\",serial_no=\"%s\",signature=\"%s\"";
????//?生成token
????return?String.format(TOKEN_PATTERN,
????????????wechatPayProperties.getMchId(),
????????????nonceStr,?timestamp,?serialNo,?signature);
}

將生成的Token按照上述格式放入請(qǐng)求頭中即可完成簽名的使用。

5. 總結(jié)

本文我們對(duì)微信支付 V3 版本的難點(diǎn)簽名以及簽名的使用進(jìn)行了完整的分析，同時(shí)對(duì) API 證書(shū)的解析也進(jìn)行了講解，相信能夠幫助你在支付開(kāi)發(fā)中解決一些具體的問(wèn)題。后面有時(shí)間我還將對(duì)簽名的驗(yàn)證進(jìn)行講解，關(guān)注下方公眾號(hào)，及時(shí)獲取系列知識(shí)。