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使用eclipse实现阿里云物联网平台数字签名（Signature）（附源代码）

时间：2021-01-27 19:02:08

摘要：要实现对基于阿里云物联网平台的设备的控制，就需要调用阿里云的API。这些API不会让我们随意调用，而是有相当严格的审核机制，确保数据的安全。这种机制就是“签名机制”，我们每调用一次可以对硬件进行操作的API，就需要提供一次“数字签名”，阿里云物联网平台对每个接口访问请求的发送者进行身份验证，所以无论使用HTTP还是HTTPS协议提交请求，都需要在请求中包含签名（Signature）信息。阿里云只提供了数字签名的基本知识和一些代码，要想让这些代码跑起来，真正计算出来我们的数字签名，请看本文。

操作环境：win7 x64，eclipse -06 (4.20.0)，jdk15.0.1，

1.数字签名基本知识

2.安装eclipse

3.设置java的环境变量

4.设置eclipse工作目录

5.新建Java工程

6.新建阿里云物联网签名类

7.下载并导入依赖包

8.编译运行

提示：本文篇幅较长，适合新手跟着一步步做下来，单纯阅读，可能会显得枯燥。

1.数字签名基本知识

阿里云的数字签名机制文档连接如下，大家可以通过这篇文章学习签名的方法是什么。

签名机制

在摘要中已经提到了数字签名是为了安全，是将需要使用的内容通过某一种加密方式进行加密，然后再进行传输的机制。例如下面的这个URL请求，很长很长，使用等号=连接编码后的请求参数名和参数值。使用与号&连接编码后的请求参数。参数排序与步骤a的排序一致。

-/?MessageContent=aGVsbG8gd29ybGQ%3D&Action=Pub&Timestamp=-07-31T07:43:57Z&SignatureVersion=1.0&ServiceCode=iot&Format=XML&Qos=0&SignatureNonce=432101234567&Version=-01-20&AccessKeyId=testid&SignatureMethod=HMAC-SHA1&RegionId=cn-shanghai&ProductKey=12345abcde&TopicFullName=/12345abcde/testdevice/user/get

有一些符号是不能被URL传输的，需要进行变换，例如“/”和“=”等，就需要转换为特定的格式，上面的请求参数会转换成为下面的请求参数，注意，此时还没有加密，只是重新编码。

GET&%2F&AccessKeyId%3Dtestid%26Action%3DPub%26Format%3DXML%26MessageContent%3DaGVsbG93b3JsZA%25253D%26ProductKey%3D12345abcde%26Qos%3D0%26RegionId%3Dcn-shanghai%26ServiceCode%3Diot%26SignatureMethod%3DHMAC-SHA1%26SignatureNonce%3D432101234567%26SignatureVersion%3D1.0%26Timestamp%3D-07-31T07%253A43%253A57Z%26TopicFullName%3D%252F12345abcde%252Ftestdevice%252Fuser%252Fget%26Version%3D-01-20

那么加密后的结果是什么呢？一长串字符将转换成为下面的一小串字符。

+WylkkUnfSTNlT7oE9HdjiNT0NM=

得到签名之后，就可以应用到调用阿里云物联网平台的API操作中了，例如

-/?MessageContent=aGVsbG8gd29ybGQ%3D&Action=Pub&Timestamp=-07-31T07%253A43%253A57Z&SignatureVersion=1.0&ServiceCode=iot&Format=XML&Qos=0&SignatureNonce=432101234567&Version=-01-20&AccessKeyId=testid&Signature=%2BWylkkUnfSTNlT7oE9HdjiNT0NM%3D&SignatureMethod=HMAC-SHA1&RegionId=cn-shanghai&ProductKey=12345abcde&TopicFullName=%252F12345abcde%252Ftestdevice%252Fuser%252Fget

看上去比较简单，阿里云物联网平台也提供了参考代码，但是这些代码仅仅复制粘贴到vscode里面，还是无法直接执行的，您要想通过这几个源代码看到自己的数字签名是什么，还有很长很长的路要走。

为了让大家早日写出自己的APP，少走弯路，我使用eclipse调试成功数字签名计算的代码，在这里与大家分享一下。为什么选择eclipse而不是vscode的原因就不多说了，一句话，试出来的。

2.安装eclipse

下载当前版本的eclipse，当您看到这个文章的时候，可能版本又更新了，我目前用的版本是 -06 (4.20.0)。

下载连接：/downloads/

下载的速度跟网速和时段有关，有的时候快一些。下载结束之后，安装即可。推荐默认安装

因为要使用java编程，所以推荐第二种安装。

因为机器上已经安装了jdk，所以推荐默认安装。

安装完毕后就可以启动了

3.设置java的环境变量

花生提示：不要一看到环境变量就头晕，毕竟C是不用环境变量的，这个看上去很复杂。其实很简单。我画个图给大家看。我们知道，Java是一种解释性编程语言，它的运行需要在Java运行环境下才能被一边解释一边执行。在解释的过程中，需要与Java运行环境（虚拟机）不停地交互，需要运行Java的各种命令，而这些命令是由一长串的文件目录等组成的。要想对这些命令进行省略，达到只运行一个单词或者字母的目的，就需要“环境变量”，其实就是告诉操作系统，我调用的这个“单词”其实代表了“一句话”，照办就行。

环境变量需要设置3个，分别是JAVA_HOME，CLASS_PATH和path，具体的操作方式请自行网络学习。

需要注意的是

环境变量设置好后，打开命令行，输入java -version，会输出下图所示的界面。表示环境变量设置成功。如果不设置环境变量，java -version将被很长的一句指令代替。

4.设置eclipse工作目录

初次运行，会提示设置工作目录，自己选择在一个硬盘分区中建立即可，这个目录设置的原则是“好记，好找”。例如我设置的是d:\eclipse_work。

5.新建Java工程

为什么需要新建一个Java工程？是因为单独运行阿里云的源代码运行不了，还需要eclipse强大的自动化工程管理功能提供支持才能成功运行。

首先新建一个project

接着选择java project

为自己的工程起个名字，例如叫做AliyunSignature。

一直选择默认，就新建工程完毕了，起初是有一个module-info.java类，这个类非常重要，我们的依赖包就需要在这个文件里面进行设置。后面再详细介绍。

6.新建阿里云物联网签名类

根据官方文档/document_detail/30563.html?spm=a2c4g.11186623.6.804.5b863f83S2O8xh

计算数字签名的java类有4个，我们需要将这些类一一新建，将源代码复制过来。

在src文件夹上右键选择新建class。

例如新建Config.java，我们为类起个名字叫做Config，注意这个名字要与文件名字相同。package写了一长串，是规范的用法，对于本文来说，圆点左右都是一个文件夹的名字。

例如com文件夹下有一个文件夹aliyun，aliyun文件夹下有一个iot文件夹。

在阿里云帮助文档中复制源代码

然后粘贴到Config.java相应的位置，注意有所取舍，不能将所有的代码都粘贴过来，因为新建类的时候，eclipse已经为我们把框架搭建好了。我们在这个文件中，需要将自己的accessKey和accessKeySecret两个参数填写进来。

accessKey和accessKeySecret两个参数的获取方法是登陆阿里云物联平台，然后点击头像，选取AccessKey管理选项，再逐步设置。

可以使用账号自身的，也可以使用RAM的，相当于子账号，新建之后会提示密码（accessKeySecret），一定要保存好。

按照相同的方法新建其他3个类。

7.下载并导入依赖包

文章开头讲了我们需要将传输的url字符串进行加密编码，就需要两个依赖包。其中StringUtils包的操作对象是Java.lang.String 类型的对象，是 JDK 提供的 String 类型操作方法的补充，StringUtils 中一共有130多个方法，并且都是 static 的，所以我们可以这样调用 StringUtils.xxx()。

import mons.codec.binary.Base64;import mons.lang3.StringUtils;

我们要把把无法网络传输的字符，如“/”“=”等转换为可以被读取的字符，这个步骤就需要base64编码。Base64是网络上最常见的用于传输8Bit字节码的编码方式之一，Base64就是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的方法。Base64可以用作HTTP表单和HTTP GET URL中的参数。这种方法有编码和解码两种操作，网上有很多这方面的例子，可以将一串乱码解读成为一句完整的话。

在eclipse中，我们按照阿里云的官方帮助文档/document_detail/30563.html?spm=a2c4g.11186623.6.804.5b863f83S2O8xh

将4个java文件复制粘贴后，eclipse就会自动提示我们这些源代码中有错误。错误是导入这两个包失败。所以我们需要手动导入这两个包。

从网络上搜索这两个包的名字是不可以的，因为他们对应的包的名字并不是本来的面目。他们与所需导入的jar包的对应关系如下图所示，分别需要导入的是commons.codec包和commons.lang3包。

下载的途径有很多，可以官方下载，也可以第三方下载，两个包都不大。下载后，请将其放在工程目录下的lib文件夹，如果没有这个文件夹，请自己新建一个。

安装jar包的方法也很简单，在工程名右键选择属性properties，然后点击“Java Build Path”选项，切换到Libraries选项卡，就可以导入了。导入的按钮名称是“Add External JARs”。

安装完的效果如下图所示。

安装完毕之后，并不是说源代码的错误自动消失了，这里有一个关键点，就是还要添加依赖。如下图所示，在import mons.codec.binary.Base64还有错误提示，“The type mons.binary.Base64 is not accessible”。同时，还自动提供了6种快速修复的方法，这里我们选择倒数第二个选项“Add 'requires commons.codec‘to module-info.java”，这句话就是“自动添加依赖”的意思，添加依赖到哪里呢？到module-info.java。如果您是初学者，自动添加是减少编程错误的唯二方法之一。

自动添加依赖之后的效果如下图所示，在module AliyunSignature中添加了依赖“requires commons.codec”。

同样的方式，添加另外一个包。

添加完两个包之后，自动提示的错误消失，可以编译运行了。