Gemini API 加密方法：构建安全可靠的交易平台
Gemini 作为一家知名的加密货币交易所，致力于提供安全、透明和合规的数字资产交易服务。API (应用程序编程接口) 是连接用户应用程序和 Gemini 交易平台的重要桥梁。为了保护用户数据和交易安全，Gemini API 采用了多种加密方法，确保数据传输和存储的安全性。本文将深入探讨 Gemini API 中使用的各种加密技术，分析其工作原理和优势，旨在帮助开发者更好地理解和利用这些安全机制，构建安全可靠的交易平台。
API 密钥和签名
Gemini API 的核心安全机制之一是 API 密钥和签名。每个用户在注册并完成身份验证后，都会被分配一个唯一的 API 密钥（API Key）和一个密钥（Secret Key），用于安全地访问和使用 Gemini 平台提供的各种功能和服务。API 密钥用于标识您的账户，而密钥则用于生成数字签名，验证请求的真实性和完整性，防止恶意篡改。
使用 API 密钥和签名进行身份验证的过程涉及以下关键步骤：
- API 密钥（API Key）： 这是一个公开的字符串，用于识别发出 API 请求的用户或应用程序。 类似于用户名，但不应该被泄露，应妥善保管。
- 密钥（Secret Key）： 这是一个私有的、保密的字符串，只有用户本人知道。 类似于密码，必须严格保密，切勿分享或存储在不安全的地方。密钥用于对请求进行签名，证明请求的合法性。
- 签名生成： 在发送 API 请求之前，需要使用密钥对请求的某些部分（通常包括请求方法、URL、时间戳和请求体）进行哈希运算，生成一个数字签名。常用的哈希算法包括 HMAC-SHA256。
- 请求头包含签名： 将生成的签名添加到 API 请求的头部（Header）中。 Gemini 服务器会使用与用户 API 密钥关联的密钥，以相同的方式重新计算签名，并与请求头中提供的签名进行比较。如果签名匹配，则验证通过，服务器才会处理请求。
通过这种密钥和签名机制，Gemini API 能够确保：
- 身份验证： 只有拥有有效 API 密钥和密钥的用户才能访问 API。
- 数据完整性： 签名可以防止请求在传输过程中被篡改。
- 不可否认性： 因为签名只有拥有密钥的用户才能生成，所以可以确保请求是由该用户发起的。
为了确保账户安全，请务必妥善保管您的 API 密钥和密钥，定期更换密钥，并采取其他安全措施，例如启用双因素身份验证 (2FA)。 若发现密钥泄露，请立即撤销并重新生成新的密钥。
API 密钥： 类似于用户名，用于识别用户身份。在每个 API 请求中都需要包含 API 密钥，以便 Gemini 服务器知道是谁发起的请求。API 密钥本身并不加密数据，但它是后续加密过程的基础。 签名： 类似于密码，用于验证请求的真实性和完整性。签名是通过对请求数据进行哈希运算生成的，只有拥有密钥的用户才能生成正确的签名。Gemini 使用 HMAC (Hash-based Message Authentication Code) 算法生成签名。HMAC 是一种消息认证码，它使用密钥和一个哈希函数来计算消息的哈希值。HMAC 算法可以有效防止中间人攻击，确保请求数据在传输过程中没有被篡改。
签名生成流程：
-
构建请求字符串：
将 API 密钥（
X-GEMINI-APIKEY）、请求路径（API Endpoint，例如：/v1/order/new）、时间戳（X-GEMINI-TIMESTAMP，Unix 纪元时间，单位为毫秒）、请求体（request body，如果为 GET 请求，则为空）等信息按照预定的格式（通常是字符串拼接或 JSON 序列化）组合成一个待签名的字符串。确保请求体按照规范进行编码，例如 UTF-8。参数排序和格式需严格遵循 Gemini API 文档规定。 - 使用 SHA-384 哈希函数： 对步骤 1 中构建的请求字符串进行 SHA-384 哈希运算。SHA-384 是一种单向加密哈希算法，能够将任意长度的输入数据转换为固定长度的 384 位（48 字节）哈希值。此哈希值对于相同的输入始终相同，而输入的微小变化会产生截然不同的哈希值，从而保证数据的完整性。建议使用经过安全审计的成熟的密码学库进行哈希计算。
- 使用密钥进行 HMAC 运算： 使用用户的密钥（Secret Key，必须妥善保管，切勿泄露）和 SHA-384 哈希值进行 HMAC-SHA384 (Hash-based Message Authentication Code) 运算，生成最终的签名。HMAC 是一种消息认证码算法，它使用密钥和哈希函数来验证消息的完整性和真实性。HMAC-SHA384 提供更强的安全性，防止篡改。密钥必须进行 Base64 解码后再用于 HMAC 运算。
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将签名添加到请求头：
将生成的签名（通常是 Base64 编码后的字符串）添加到 API 请求的
X-GEMINI-SIGNATURE头部中。还需要将 API 密钥添加到X-GEMINI-APIKEY头部，时间戳添加到X-GEMINI-TIMESTAMP头部。时间戳用于防止重放攻击，服务器会验证时间戳的有效性，例如拒绝超过一定时间范围的请求。
Gemini 服务器收到请求后，会提取
X-GEMINI-APIKEY
头部中的 API 密钥和存储在服务器端的对应密钥，按照与客户端相同的流程（包括请求字符串的构建、SHA-384 哈希运算和 HMAC-SHA384 运算）重新计算签名。然后，将计算出的签名与请求头
X-GEMINI-SIGNATURE
中的签名进行精确比较（区分大小写）。如果两个签名完全匹配，则表明请求是合法的，并且未被篡改，服务器将继续处理请求。否则，如果签名不匹配，请求将被拒绝，并返回相应的错误代码，例如
403 Forbidden
，表明身份验证失败。
TLS/SSL 加密
为了确保数据在通过互联网传输过程中的机密性和完整性，Gemini API 强制使用传输层安全（TLS）/安全套接层（SSL）协议进行加密。TLS/SSL 不仅仅是一种安全措施，更是构建安全可靠的应用程序接口（API）的关键基石，能够有效防御中间人攻击和其他类型的网络窃听。
TLS/SSL 协议通过创建加密通道，确保客户端（例如，用户的应用程序）和服务器（Gemini API 的服务器）之间的所有通信都经过加密处理。这意味着即使数据在传输过程中被截获，未经授权的第三方也无法读取或篡改数据的内容。加密过程涉及使用复杂的加密算法，如 AES-256 和 SHA-256，这些算法已被广泛认可并被认为是安全的。
Gemini API 采用了最新的 TLS 版本（通常是 TLS 1.2 或更高版本），并定期更新加密协议和密钥，以应对不断演变的安全威胁。通过严格遵循行业最佳实践，Gemini 致力于为用户提供安全可靠的 API 使用环境。客户端应用程序也需要配置为支持最新的 TLS 版本，以确保与 Gemini API 建立安全的连接。
Gemini 还实施了其他安全措施，例如证书固定和域名验证，以进一步增强 API 的安全性。证书固定可以防止恶意证书颁发机构颁发的证书被用于冒充 Gemini API 的服务器。域名验证确保客户端连接到正确的服务器，而不是恶意服务器。这些措施共同作用，为 Gemini API 用户提供多层安全保护。
TLS/SSL 工作原理：保障网络通信安全的基石
传输层安全 (TLS) 和安全套接层 (SSL) 协议是网络通信中用于加密数据、验证身份以及确保数据完整性的关键安全协议。理解其工作原理对于开发安全可靠的应用程序至关重要，尤其是在加密货币领域，数据安全至关重要。
- 握手阶段：建立安全连接的初始步骤： 客户端和服务器之间发起 TLS/SSL 握手过程。在此阶段，双方会协商使用的加密算法套件（cipher suite），该套件包含了认证算法、密钥交换算法和加密算法。客户端向服务器发送其支持的加密算法列表，服务器从中选择一个双方都支持的算法。握手阶段还包括验证服务器的身份，客户端会检查服务器提供的证书是否有效，以防止中间人攻击。
- 密钥交换：安全地生成共享密钥： 握手成功后，客户端和服务器需要交换密钥，用于后续的对称加密通信。常见的密钥交换算法包括 RSA 和 Diffie-Hellman 及其变种 (例如 ECDH 和 DHE)。RSA 算法利用非对称加密的特性，客户端使用服务器的公钥加密一个随机生成的密钥，并发送给服务器。Diffie-Hellman 算法允许双方在不直接传递密钥的情况下协商出一个共享密钥，这降低了密钥泄露的风险。根据所选的密钥交换算法，会生成会话密钥。
- 对称加密：高效的数据加密和解密： 密钥交换完成后，客户端和服务器使用协商好的对称加密算法和生成的会话密钥对数据进行加密和解密。对称加密算法，如高级加密标准 (AES) 和 ChaCha20，由于其高效的加密和解密速度，非常适合于大量数据的传输。消息在发送前使用会话密钥进行加密，接收方收到消息后使用相同的密钥进行解密，从而确保数据的机密性。为了确保数据的完整性，通常还会结合使用消息认证码 (MAC) 算法，例如 HMAC，以防止数据被篡改。
TLS/SSL 协议通过其复杂的握手、密钥交换和对称加密机制，有效防止窃听和篡改等安全威胁，确保数据在传输过程中保持机密性和完整性。在加密货币领域，安全性是至关重要的。Gemini API 强制使用 HTTPS (HTTP over TLS/SSL) 协议，这意味着所有 API 请求都必须经过 TLS/SSL 加密。强制使用 HTTPS 可以有效防止恶意用户窃取用户的 API 密钥、交易数据和其他敏感信息，从而确保用户的资金安全和交易安全。
数据加密存储
除了在数据传输过程中采用先进的加密技术外，Gemini 交易所还致力于保护静态数据，即存储在服务器上的数据。为防止未经授权的访问和潜在的数据泄露，Gemini 采用多层次的加密策略。这些策略包括但不限于：对数据库进行加密、使用硬件安全模块 (HSM) 管理加密密钥，以及实施严格的访问控制措施。通过对数据进行加密，即使攻击者设法入侵服务器，他们也无法轻易访问或解密敏感信息。这种纵深防御策略显著提高了用户资产和数据的安全性。
数据加密方法：
- 全盘加密： 全盘加密是对服务器上所有磁盘分区进行加密保护的一种方法。即使服务器遭受物理盗窃，未经授权的用户也无法直接访问或读取磁盘上的任何数据。这种方法适用于保护整个服务器环境，适用于对安全性要求极高的场景，能有效抵御硬件层面的攻击。全盘加密通常采用XTS-AES等加密算法，并与引导加载程序集成，确保启动过程的安全。
- 数据库加密： 数据库加密是针对存储敏感信息的数据库进行的加密措施，例如用户账户信息、身份验证数据、交易记录、个人身份信息（PII）等。数据库加密能有效防止数据库泄露导致的敏感数据泄露。实现方式包括透明数据加密（TDE），它在数据写入磁盘前自动加密，读取时自动解密，对应用程序透明。另一种方法是应用层加密，它需要在应用程序层面实现加密和解密逻辑。
- 字段级加密： 字段级加密是对数据库表中特定字段进行加密的方法，例如密码、银行账户信息、社会安全号码或其他任何被认为是敏感的数据。与全盘加密和数据库加密相比，字段级加密提供了更细粒度的控制，允许只加密需要保护的特定数据。这有助于减少加密带来的性能开销，并简化合规性要求。字段级加密通常使用对称加密算法（如AES）或非对称加密算法（如RSA），并需要谨慎管理密钥。
Gemini 交易所采用了多层次、综合性的加密策略，结合多种加密算法和严格的密钥管理方法，以确保用户数据在存储过程中的最高级别安全性。Gemini 非常重视密钥的管理，因为密钥的安全性直接关系到加密数据的安全性。为此，Gemini 使用硬件安全模块 (HSM) 来安全地存储和管理所有加密密钥。HSM 是一种专门设计用于保护加密密钥的物理设备，它提供了一个防篡改的环境，可以防止密钥被未经授权的访问、复制或篡改。HSM 通常符合 FIPS 140-2 等安全标准，并提供高级安全功能，如密钥生成、密钥存储、加密和解密操作。
多重签名钱包
为了最大限度地保障用户的数字资产安全，Gemini 采取了行业领先的多重签名（Multi-signature, Multisig）钱包方案来存储用户的加密货币。与传统的单密钥钱包不同，多重签名钱包需要多个不同的私钥授权才能执行交易，这大大降低了单点故障风险。
具体来说，Gemini 的多重签名方案可能采用 N-of-M 架构，即需要 M 个私钥中的至少 N 个私钥进行签名才能完成一笔交易。这些私钥由不同的个人或机构持有，分布在不同的地理位置，并且采用严格的物理和逻辑安全措施进行保护。即使某个私钥泄露或被盗，攻击者也无法轻易转移用户的资金，除非他们同时控制了足够数量的其他私钥。
这种多重授权机制显著提高了钱包的安全性，有效防范了黑客攻击、内部人员作恶以及私钥丢失等潜在风险。Gemini 会定期审查和更新其多重签名策略，以确保其始终符合最高的安全标准，为用户提供安全可靠的数字资产存储解决方案。多重签名技术符合监管要求，在保障资产安全的同时，也提高了合规性。
多重签名钱包： 是一种需要多个密钥授权才能进行交易的钱包。例如，一个 3/5 的多重签名钱包需要 5 个密钥中的 3 个授权才能完成交易。多重签名钱包的优势：
- 防止单点故障： 即使单个密钥或多个密钥不幸被泄露或丢失，攻击者也无法未经授权地转移资金。这意味着即使部分密钥持有者受到攻击，资金仍然安全，避免了因单一密钥泄露导致的资产损失。
- 提高安全性： 需要预先设定的多个密钥共同授权才能发起和执行交易，这显著增加了攻击者成功盗取资金的难度。攻击者必须同时控制足够数量的密钥，才能突破多重签名机制的保护。
- 增强透明度： 所有交易都需要多个参与者共同进行授权，从而提高了交易过程的透明度，减少了内部欺诈和单方面操作的风险。每个参与者都可以验证交易的合法性和正确性，确保所有交易符合预定的规则和协议。
Gemini 等交易平台为了保护用户资产，通常会将用户的数字资产存储在冷存储（完全离线存储）的多重签名钱包中。这种做法旨在最大程度地降低黑客攻击和未经授权访问的风险，确保用户资金的安全。冷存储隔离了私钥与互联网的直接连接，配合多重签名机制，提供了极高的安全保障。
安全审计与合规
Gemini 致力于最高级别的安全保障，为此定期进行全面的安全审计，细致评估现有安全措施的有效性。这些审计不仅限于内部评估，更会邀请独立的第三方安全公司对 Gemini 的系统进行渗透测试、漏洞扫描及代码审查，旨在多维度地发现并迅速修复潜在的安全风险与技术薄弱环节。渗透测试模拟真实的网络攻击场景，检验系统抵抗恶意入侵的能力。漏洞扫描则自动化地寻找已知漏洞，确保及时更新和修补。代码审查则侧重于检查代码中的安全缺陷，防范因编码错误导致的安全问题。
Gemini 严格遵守包括纽约州金融服务部 (NYDFS) 在内的多个监管机构制定的行业领先法规，确保其运营流程、资金安全和客户数据保护均符合最高标准。NYDFS 的监管框架以其严格著称，要求 Gemini 必须持续满足资本充足率、风险管理、反洗钱 (AML) 和客户身份验证 (KYC) 等方面的严格要求。这种积极的合规态度不仅提升了 Gemini 的信誉，也为用户提供了一个更加安全、透明和可信赖的加密货币交易平台。遵守法规还有助于 Gemini 在快速变化的监管环境中保持领先地位，为未来的业务发展奠定坚实基础。
其他安全措施
除了前述的加密技术，Gemini还实施了多项额外的安全措施，旨在构建一个更安全、更可靠的数字资产交易环境。
- 两因素认证 (2FA)： 这是一项重要的安全协议，要求用户在输入密码之外，还需要提供来自其他设备（通常是移动设备）的验证码才能登录。这种双重验证机制显著降低了账户被盗的风险，即使密码泄露，攻击者也无法轻易访问账户。常用的2FA方式包括基于时间的一次性密码（TOTP）应用，例如Google Authenticator或Authy，以及短信验证码。
- IP 地址白名单： 为了进一步限制对API的未经授权访问，Gemini允许用户设置IP地址白名单。这意味着只有来自预先批准的IP地址的API请求才会被处理。 此功能对于机构交易者和使用自动化交易策略的开发者尤为重要，因为它能有效防止攻击者利用被盗的API密钥从未知位置进行恶意交易。
- 速率限制： 为了防御拒绝服务（DoS）攻击和其他恶意活动，Gemini实施了速率限制策略。 这些策略限制了用户在特定时间内可以向API发送的请求数量。 通过控制请求频率，平台可以防止服务器过载，确保所有用户的系统稳定性和可用性。速率限制有助于维护平台的整体健康和响应速度。
- 监控和警报： Gemini采用先进的实时监控系统来持续检测平台上的异常活动。 这些系统会分析各种数据点，例如交易模式、登录尝试和API请求，以识别潜在的安全威胁。一旦检测到可疑行为，系统会自动发出警报，通知安全团队立即采取行动。 这种主动监控和警报机制对于快速响应安全事件至关重要，从而最大限度地减少潜在的损失。
Gemini 通过采用这些多层次的安全措施，包括强加密、双因素认证、IP地址白名单、速率限制和实时监控，致力于为用户打造一个安全可靠的数字资产交易平台。 这些措施共同作用，显著降低了安全风险，并为用户提供安心的交易体验。
