面试题：缓存设计之中等难度：缓存数据防篡改的常见方法

Question

在后端开发的缓存设计中，为防止数据被篡改，通常会采用哪些方法？请至少列举三种，并简要说明其原理。

Answer 1

1. 数据加密
   • 原理：在将数据存入缓存前，使用加密算法（如AES、RSA等）对数据进行加密处理。当从缓存中读取数据时，再使用相应的密钥进行解密。这样即使缓存数据被获取，没有密钥也无法篡改数据，因为篡改后的密文无法正确解密。
2. 签名验证
   • 原理：对存入缓存的数据生成签名（如使用哈希算法结合密钥生成签名，常见的如HMAC）。在读取数据时，重新计算签名并与之前存储的签名进行比对。如果数据被篡改，重新计算出的签名会与原签名不一致，从而发现数据已被篡改。
3. 访问控制
   • 原理：通过设置严格的访问权限，限制只有授权的用户或服务才能对缓存数据进行读写操作。例如，在网络层面设置防火墙规则，只允许特定的IP地址或服务访问缓存服务器；在应用层面进行身份验证和授权，只有通过身份验证且具有相应权限的用户或服务才能操作缓存数据，减少数据被非法篡改的可能性。
4. 版本控制
   • 原理：为缓存中的数据设置版本号。每次数据更新时，版本号递增。读取数据时，不仅获取数据内容，还获取版本号。如果发现版本号异常（如版本号回退），则说明数据可能被篡改。同时，结合日志记录等方式，可以追溯数据变化情况。