一文搞懂「微信支付 Api-v3」接口規則所有知識點

簡介

爲了在保證支付安全的前提下，帶給商戶簡單、一致且易用的開發體驗，我們推出了全新的微信支付API v3。

其實還要一個主要因素是「爲了符合監管的要求」。

主要是爲了符合監管的要求，保證更高的安全級別。《中華人民共和國電子簽名法》、《金融電子認證規範》及《非銀行支付機構網絡支付業務管理辦法》中規定 “電子簽名需要第三方認證的，由依法設立的電子認證服務提供者提供認證服務。”，所以需使用第三方 CA 來確保數字證書的唯一性、完整性及交易的不可抵賴性。

支付寶支付也是如此，從之前的「普通公鑰方式」新增了「公鑰證書方式」。今天的主角是微信支付 Api v3 這裏就不展開講支付寶支付了。

微信支付 Api v3 接口規則官方文檔

v2 與 v3 的區別

V3	規則差異	V2
JSON	參數格式	XML
POST、GET 或 DELETE	提交方式	POST
AES-256-GCM加密	回調加密	無需加密
RSA 加密	敏感加密	無需加密
UTF-8	編碼方式	UTF-8
非對稱密鑰SHA256-RSA	簽名方式	MD5 或 HMAC-SHA256

微信支付 Api-v2 版本詳細介紹請參數之前博客微信支付，你想知道的一切都在這裏

乾貨多，屁話少，下面直接進入主題，讀完全文你將 Get 到以下知識點

如何獲取證書序列號
非對稱密鑰 SHA256-RSA 加密與驗證簽名
AES-256-GCM 如何解密

API 密鑰設置

請登錄商戶平臺進入【賬戶中心】->【賬戶設置】->【API安全】->【APIv3密鑰】中設置 API 密鑰。

具體操作步驟請參見：什麼是APIv3密鑰？如何設置？

獲取 API 證書

請登錄商戶平臺進入【賬戶中心】->【賬戶設置】->【API安全】根據提示指引下載證書。

具體操作步驟請參見：什麼是API證書？如何獲取API證書？

按照以上步驟操作後你將獲取如下內容：

apiKey API 密鑰
apiKey3 APIv3 密鑰
mchId 商戶號
apiclient_key.pem X.509 標準證書的密鑰
apiclient_cert.p12 X.509 標準的證書+密鑰
apiclient_cert.pem X.509 標準的證書

請求籤名

如何生成簽名參數？官方文檔描述得非常清楚這裏就不囉嗦了。

示例代碼

構造簽名串

    /**
     * 構造簽名串
     *
     * @param method    {@link RequestMethod} GET,POST,PUT等
     * @param url       請求接口 /v3/certificates
     * @param timestamp 獲取發起請求時的系統當前時間戳
     * @param nonceStr  隨機字符串
     * @param body      請求報文主體
     * @return 待簽名字符串
     */
    public static String buildSignMessage(RequestMethod method, String url, long timestamp, String nonceStr, String body) {
        return new StringBuilder()
                .append(method.toString())
                .append("\n")
                .append(url)
                .append("\n")
                .append(timestamp)
                .append("\n")
                .append(nonceStr)
                .append("\n")
                .append(body)
                .append("\n")
                .toString();
    }

構造 HTTP 頭中的 Authorization

/**
 * 構建 v3 接口所需的 Authorization
 *
 * @param method    {@link RequestMethod} 請求方法
 * @param urlSuffix 可通過 WxApiType 來獲取，URL掛載參數需要自行拼接
 * @param mchId     商戶Id
 * @param serialNo  商戶 API 證書序列號
 * @param keyPath   key.pem 證書路徑
 * @param body      接口請求參數
 * @param nonceStr  隨機字符庫
 * @param timestamp 時間戳
 * @param authType  認證類型
 * @return {@link String} 返回 v3 所需的 Authorization
 * @throws Exception 異常信息
 */
public static String buildAuthorization(RequestMethod method, String urlSuffix, String mchId,
                                        String serialNo, String keyPath, String body, String nonceStr,
                                        long timestamp, String authType) throws Exception {
    // 構建簽名參數
    String buildSignMessage = PayKit.buildSignMessage(method, urlSuffix, timestamp, nonceStr, body);
    // 獲取商戶私鑰
    String key = PayKit.getPrivateKey(keyPath);
    // 生成簽名
    String signature = RsaKit.encryptByPrivateKey(buildSignMessage, key);
    // 根據平臺規則生成請求頭 authorization
    return PayKit.getAuthorization(mchId, serialNo, nonceStr, String.valueOf(timestamp), signature, authType);
}


/**
 * 獲取授權認證信息
 *
 * @param mchId     商戶號
 * @param serialNo  商戶API證書序列號
 * @param nonceStr  請求隨機串
 * @param timestamp 時間戳
 * @param signature 簽名值
 * @param authType  認證類型，目前爲WECHATPAY2-SHA256-RSA2048
 * @return 請求頭 Authorization
 */
public static String getAuthorization(String mchId, String serialNo, String nonceStr, String timestamp, String signature, String authType) {
    Map<String, String> params = new HashMap<>(5);
    params.put("mchid", mchId);
    params.put("serial_no", serialNo);
    params.put("nonce_str", nonceStr);
    params.put("timestamp", timestamp);
    params.put("signature", signature);
    return authType.concat(" ").concat(createLinkString(params, ",", false, true));
}

拼接參數

    public static String createLinkString(Map<String, String> params, String connStr, boolean encode, boolean quotes) {
        List<String> keys = new ArrayList<String>(params.keySet());
        Collections.sort(keys);
        StringBuilder content = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < keys.size(); i++) {
            String key = keys.get(i);
            String value = params.get(key);
            // 拼接時，不包括最後一個&字符
            if (i == keys.size() - 1) {
                if (quotes) {
                    content.append(key).append("=").append('"').append(encode ? urlEncode(value) : value).append('"');
                } else {
                    content.append(key).append("=").append(encode ? urlEncode(value) : value);
                }
            } else {
                if (quotes) {
                    content.append(key).append("=").append('"').append(encode ? urlEncode(value) : value).append('"').append(connStr);
                } else {
                    content.append(key).append("=").append(encode ? urlEncode(value) : value).append(connStr);
                }
            }
        }
        return content.toString();
    }

從上面示例來看我們還差兩個參數

serial_no 證書序列號
signature 使用商戶私鑰對待簽名串進行 SHA256 with RSA 簽名

如何獲取呢？不要着急，容我喝杯「89年的咖啡」提提神。

獲取證書序列號

通過工具獲取

openssl x509 -in apiclient_cert.pem -noout -serial
使用證書解析工具 https://myssl.com/cert_decode.html

通過代碼獲取

// 獲取證書序列號
X509Certificate certificate = PayKit.getCertificate(FileUtil.getInputStream("apiclient_cert.pem 證書路徑"));

System.out.println("輸出證書信息:\n" + certificate.toString());
System.out.println("證書序列號:" + certificate.getSerialNumber().toString(16));
System.out.println("版本號:" + certificate.getVersion());
System.out.println("簽發者：" + certificate.getIssuerDN());
System.out.println("有效起始日期：" + certificate.getNotBefore());
System.out.println("有效終止日期：" + certificate.getNotAfter());
System.out.println("主體名：" + certificate.getSubjectDN());
System.out.println("簽名算法：" + certificate.getSigAlgName());
System.out.println("簽名：" + certificate.getSignature().toString());


/**
 * 獲取證書
 *
 * @param inputStream 證書文件
 * @return {@link X509Certificate} 獲取證書
 */
public static X509Certificate getCertificate(InputStream inputStream) {
    try {
        CertificateFactory cf = CertificateFactory.getInstance("X509");
        X509Certificate cert = (X509Certificate) cf.generateCertificate(inputStream);
        cert.checkValidity();
        return cert;
    } catch (CertificateExpiredException e) {
        throw new RuntimeException("證書已過期", e);
    } catch (CertificateNotYetValidException e) {
        throw new RuntimeException("證書尚未生效", e);
    } catch (CertificateException e) {
        throw new RuntimeException("無效的證書", e);
    }
}

SHA256 with RSA 簽名

獲取商戶私鑰

 /**
  * 獲取商戶私鑰
  *
  * @param keyPath 商戶私鑰證書路徑
  * @return 商戶私鑰
  * @throws Exception 解析 key 異常
  */
 public static String getPrivateKey(String keyPath) throws Exception {
     String originalKey = FileUtil.readUtf8String(keyPath);
     String privateKey = originalKey
             .replace("-----BEGIN PRIVATE KEY-----", "")
             .replace("-----END PRIVATE KEY-----", "")
             .replaceAll("\\s+", "");
     return RsaKit.getPrivateKeyStr(RsaKit.loadPrivateKey(privateKey));
 }


public static String getPrivateKeyStr(PrivateKey privateKey) {
    return Base64.encode(privateKey.getEncoded());
}

 
 /**
  * 從字符串中加載私鑰
  *
  * @param privateKeyStr 私鑰
  * @return {@link PrivateKey}
  * @throws Exception 異常信息
  */
 public static PrivateKey loadPrivateKey(String privateKeyStr) throws Exception {
     try {
         byte[] buffer = Base64.decode(privateKeyStr);
         PKCS8EncodedKeySpec keySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(buffer);
         KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
         return keyFactory.generatePrivate(keySpec);
     } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
         throw new Exception("無此算法");
     } catch (InvalidKeySpecException e) {
         throw new Exception("私鑰非法");
     } catch (NullPointerException e) {
         throw new Exception("私鑰數據爲空");
     }
 }

私鑰簽名

/**
  * 私鑰簽名
  *
  * @param data       需要加密的數據
  * @param privateKey 私鑰
  * @return 加密後的數據
  * @throws Exception 異常信息
  */
 public static String encryptByPrivateKey(String data, String privateKey) throws Exception {
     PKCS8EncodedKeySpec priPkcs8 = new PKCS8EncodedKeySpec(Base64.decode(privateKey));
     KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
     PrivateKey priKey = keyFactory.generatePrivate(priPkcs8);
     java.security.Signature signature = java.security.Signature.getInstance("SHA256WithRSA");

     signature.initSign(priKey);
     signature.update(data.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
     byte[] signed = signature.sign();
     return StrUtil.str(Base64.encode(signed));
 }

至此微信支付 Api-v3 接口請求參數已封裝完成。

執行請求

/**
 * V3 接口統一執行入口
 *
 * @param method    {@link RequestMethod} 請求方法
 * @param urlPrefix 可通過 {@link WxDomain}來獲取
 * @param urlSuffix 可通過 {@link WxApiType} 來獲取，URL掛載參數需要自行拼接
 * @param mchId     商戶Id
 * @param serialNo  商戶 API 證書序列號
 * @param keyPath   apiclient_key.pem 證書路徑
 * @param body      接口請求參數
 * @param nonceStr  隨機字符庫
 * @param timestamp 時間戳
 * @param authType  認證類型
 * @param file      文件
 * @return {@link String} 請求返回的結果
 * @throws Exception 接口執行異常
 */
public static Map<String, Object> v3Execution(RequestMethod method, String urlPrefix, String urlSuffix,
                                              String mchId, String serialNo, String keyPath, String body,
                                              String nonceStr, long timestamp, String authType,
                                              File file) throws Exception {
    // 構建 Authorization
    String authorization = WxPayKit.buildAuthorization(method, urlSuffix, mchId, serialNo,
            keyPath, body, nonceStr, timestamp, authType);

    if (method == RequestMethod.GET) {
        return doGet(urlPrefix.concat(urlSuffix), authorization, serialNo, null);
    } else if (method == RequestMethod.POST) {
        return doPost(urlPrefix.concat(urlSuffix), authorization, serialNo, body);
    } else if (method == RequestMethod.DELETE) {
        return doDelete(urlPrefix.concat(urlSuffix), authorization, serialNo, body);
    } else if (method == RequestMethod.UPLOAD) {
        return doUpload(urlPrefix.concat(urlSuffix), authorization, serialNo, body, file);
    }
    return null;
}

網絡請求庫默認是使用的 Hutool 封裝的一套 Java 工具集合來實現

GET 請求

/**
 * @param url           請求url
 * @param authorization 授權信息
 * @param serialNumber  公鑰證書序列號
 * @param jsonData      請求參數
 * @return {@link HttpResponse} 請求返回的結果
 */
private HttpResponse doGet(String url, String authorization, String serialNumber, String jsonData) {
    return HttpRequest.post(url)
            .addHeaders(getHeaders(authorization, serialNumber))
            .body(jsonData)
            .execute();
}

POST 請求

 /**
  * @param url           請求url
  * @param authorization 授權信息
  * @param serialNumber  公鑰證書序列號
  * @param jsonData      請求參數
  * @return {@link HttpResponse} 請求返回的結果
  */
 private HttpResponse doPost(String url, String authorization, String serialNumber, String jsonData) {
     return HttpRequest.post(url)
             .addHeaders(getHeaders(authorization, serialNumber))
             .body(jsonData)
             .execute();
 }

DELETE 請求

/**
 * delete 請求
 *
 * @param url           請求url
 * @param authorization 授權信息
 * @param serialNumber  公鑰證書序列號
 * @param jsonData      請求參數
 * @return {@link HttpResponse} 請求返回的結果
 */
private HttpResponse doDelete(String url, String authorization, String serialNumber, String jsonData) {
    return HttpRequest.delete(url)
            .addHeaders(getHeaders(authorization, serialNumber))
            .body(jsonData)
            .execute();
}

上傳文件

 /**
   * @param url           請求url
   * @param authorization 授權信息
   * @param serialNumber  公鑰證書序列號
   * @param jsonData      請求參數
   * @param file          上傳的文件
   * @return {@link HttpResponse} 請求返回的結果
   */
  private HttpResponse doUpload(String url, String authorization, String serialNumber, String jsonData, File file) {
      return HttpRequest.post(url)
              .addHeaders(getUploadHeaders(authorization, serialNumber))
              .form("file", file)
              .form("meta", jsonData)
              .execute();
  }

構建 Http 請求頭

private Map<String, String> getBaseHeaders(String authorization) {
    String userAgent = String.format(
            "WeChatPay-IJPay-HttpClient/%s (%s) Java/%s",
            getClass().getPackage().getImplementationVersion(),
            OS,
            VERSION == null ? "Unknown" : VERSION);

    Map<String, String> headers = new HashMap<>(3);
    headers.put("Accept", ContentType.JSON.toString());
    headers.put("Authorization", authorization);
    headers.put("User-Agent", userAgent);
    return headers;
}

private Map<String, String> getHeaders(String authorization, String serialNumber) {
    Map<String, String> headers = getBaseHeaders(authorization);
    headers.put("Content-Type", ContentType.JSON.toString());
    if (StrUtil.isNotEmpty(serialNumber)) {
        headers.put("Wechatpay-Serial", serialNumber);
    }
    return headers;
}

private Map<String, String> getUploadHeaders(String authorization, String serialNumber) {
    Map<String, String> headers = getBaseHeaders(authorization);
    headers.put("Content-Type", "multipart/form-data;boundary=\"boundary\"");
    if (StrUtil.isNotEmpty(serialNumber)) {
        headers.put("Wechatpay-Serial", serialNumber);
    }
    return headers;
}

構建 Http 請求返回值

從響應的 HttpResponse 中獲取微信響應頭信息、狀態碼以及 body

/**
 * 構建返回參數
 *
 * @param httpResponse {@link HttpResponse}
 * @return {@link Map}
 */
private Map<String, Object> buildResMap(HttpResponse httpResponse) {
    Map<String, Object> map = new HashMap<>();
    String timestamp = httpResponse.header("Wechatpay-Timestamp");
    String nonceStr = httpResponse.header("Wechatpay-Nonce");
    String serialNo = httpResponse.header("Wechatpay-Serial");
    String signature = httpResponse.header("Wechatpay-Signature");
    String body = httpResponse.body();
    int status = httpResponse.getStatus();

    map.put("timestamp", timestamp);
    map.put("nonceStr", nonceStr);
    map.put("serialNumber", serialNo);
    map.put("signature", signature);
    map.put("body", body);
    map.put("status", status);

    return map;
}

至此已完成構建請求參數，執行請求。接下來我們就要實現響應數據的解密以及響應結果的驗證簽名

對應的官方文檔

驗證簽名

構建簽名參數

/**
 * 構造簽名串
 *
 * @param timestamp 應答時間戳
 * @param nonceStr  應答隨機串
 * @param body      應答報文主體
 * @return 應答待簽名字符串
 */
public static String buildSignMessage(String timestamp, String nonceStr, String body) {
    return new StringBuilder()
            .append(timestamp)
            .append("\n")
            .append(nonceStr)
            .append("\n")
            .append(body)
            .append("\n")
            .toString();
}

證書和回調報文解密

官方文檔文末有完整的源碼這裏就不貼了。貼一個示例大家參數一下

try {
      String associatedData = "certificate";
      String nonce = "80d28946a64a";
      String cipherText = "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";

      AesUtil aesUtil = new AesUtil(wxPayV3Bean.getApiKey3().getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
      // 平臺證書密文解密
      // encrypt_certificate 中的  associated_data nonce  ciphertext
      String publicKey = aesUtil.decryptToString(
              associatedData.getBytes(StandardCharsets.UTF_8),
              nonce.getBytes(StandardCharsets.UTF_8),
              cipherText
      );
      // 保存證書
      FileWriter writer = new FileWriter(wxPayV3Bean.getPlatformCertPath());
      writer.write(publicKey);
      // 獲取平臺證書序列號
      X509Certificate certificate = PayKit.getCertificate(new ByteArrayInputStream(publicKey.getBytes()));
      return certificate.getSerialNumber().toString(16).toUpperCase();
  } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
  }

驗證簽名

/**
 * 驗證簽名
 *
 * @param signature       待驗證的簽名
 * @param body            應答主體
 * @param nonce           隨機串
 * @param timestamp       時間戳
 * @param certInputStream 微信支付平臺證書輸入流
 * @return 簽名結果
 * @throws Exception 異常信息
 */
public static boolean verifySignature(String signature, String body, String nonce, String timestamp, InputStream certInputStream) throws Exception {
    String buildSignMessage = PayKit.buildSignMessage(timestamp, nonce, body);
    // 獲取證書
    X509Certificate certificate = PayKit.getCertificate(certInputStream);
    PublicKey publicKey = certificate.getPublicKey();
    return RsaKit.checkByPublicKey(buildSignMessage, signature, publicKey);
}

/**
 * 公鑰驗證簽名
 *
 * @param data      需要加密的數據
 * @param sign      簽名
 * @param publicKey 公鑰
 * @return 驗證結果
 * @throws Exception 異常信息
 */
public static boolean checkByPublicKey(String data, String sign, PublicKey publicKey) throws Exception {
    java.security.Signature signature = java.security.Signature.getInstance("SHA256WithRSA");
    signature.initVerify(publicKey);
    signature.update(data.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
    return signature.verify(Base64.decode(sign.getBytes(StandardCharsets.UTF_8)));
}

至此微信支付 Api-v3 接口已介紹完，如有疑問歡迎留言一起探討。

完整示例 SpringBoot

參考資料

一文搞懂「微信支付 Api-v3」接口規則所有知識點

文章目錄

簡介

v2 與 v3 的區別

API 密鑰設置

獲取 API 證書

請求籤名

示例代碼

構造簽名串

構造 HTTP 頭中的 Authorization

獲取證書序列號

通過工具獲取

通過代碼獲取

SHA256 with RSA 簽名

獲取商戶私鑰

私鑰簽名

執行請求

GET 請求

POST 請求

DELETE 請求

上傳文件

構建 Http 請求頭

構建 Http 請求返回值

驗證簽名

構建簽名參數

證書和回調報文解密

驗證簽名

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