最近申請到SmartWeatherAPI天氣預報接口的使用權限，開始著手我的實時天氣預報系統的開發，主要開發的版本使用的是Python腳本，成果將於近期以系列文章與大家見面。今天在這裡我和大家探討一下SmartWeatherAPI中key的計算方法，並提供C++程序源碼供大家參考。
開發環境： Ubuntu + GCC4.7
SmartWeatherAPI（簡稱“SWA接口”）是中國氣象局面向網絡媒體、手機廠商、第三方氣象服務機構等用戶，通過web方式提供數據氣象服務的官方載體。是國內首個面向個人網站、開發愛好者和服務機構的氣象服務API數據開發接口（申請地址戳著裡）。申請過程需要填寫一個表格，發送到官方郵箱，人工審核通過後會回復郵件，隨信提供appid和private_key等信息。
回復郵件部分內容如下（appid和private_key為私密信息，故用紅色橫線代替）：
private_key：
接口使用說明請參考《SmartWeatherAPI_Lite_WebAPI 版產品使用說明書》，區域列表:請見附件areaid_list.xlsx。
該鑒權信息僅限您個人或本公司使用，如有洩露我們將撤銷您的使用權限，必要時將追究相關責任。
最後，非常感謝您的參與。
接口說明說在上面所提到的API接口申請的網站可以下載到，下面就起說明書中幾個要點做以下說明：
1. 接口說明
請求方式： http get
接口組成： 由固定 URL 加 5 個不同的參數組成,完整URL需客戶端經過固定方式加密後使用。
數據返回： json
完整URL： http://webapi.weather.com.cn/data/?=""&=""&=""&=""&=".urlencode($key)
輸入參數：
areaid： 區域id，審核通過後郵件中有個附件，提供的就是現有的所有區域的id號。
type： 數據類型（實況： observe， 指數： index， 常規預報： forecast3d）。
date： 客戶端日期，按照格式yyyyMMddHHmm獲取客戶端當前時間。
appid： 固定分配的型號標識，審核通過後郵件告知（傳遞參數時:截取 appid 的前 6 位； 生成公鑰時:取完整的 appid）。
key： 令牌，有公鑰（public_key）和私鑰（private_key）通過固定算法加密生成。
2. 加密方式
加密算法是今天博客的基礎，大家仔細閱讀。加密算法中涉及到的三個要素分別為：
= (hash_hmac('sha1', , , ));
key加密後，通過 urlencode 對其編碼後傳參。
舉例說明，除去key部分的URL如下：
http://webapi.weather.com.cn/data/?areaid=101010100&type=index&date=201211281030&appid=cf2d61521456sads
私鑰private_key假設為： private_key
我們使用上述算法首先計算出加密後的key，得到key之後使用urlencode方法處理我們加密得到的key，結果為：
A%2Fp2QJ4R%2FD3FFCr6XwUCyNP56Y0%3D
則我們最後的輸入URL為：
http://webapi.weather.com.cn/data/?areaid=101010100&type=index&date=201211281030&appid=cf2d61&key=A%2Fp2QJ4R%2FD3FFCr6XwUCyNP56Y0%3D
3. 返回數據
輸出實例：
}
其中：
l1： 表示當前溫度（攝氏度）；
l2： 表示當前濕度（%）；
l3： 表示當前風力（級）；
l4: 表示當前風向編號（主頁有文獻可以查到具體的風向）；
l7： 表示實況發布時間。
當前不同的type請求結果是大相徑庭的，具體的其他2類的我在這裡不一一說明，需要了解的童鞋可以參考官方的文檔，這裡順便列舉一個type=forecast3d的返回結果：
二、 加密過程分析
在動手實現加密方法之前，我在想，首先我應該知道正確的加密結果撒，讓我看到正確的返回數據之後再去做這件事情不是更有意義。看官方提供的是php的方法，那我就先用php試一下呗，可我沒有安裝php阿，總不能因為做個小測試還整個php環境吧，麻煩！幸好有php online幫到我http://writecodeonline.com/php/：
上面實例中的結果就是這麼來的：
((hash_hmac('sha1', "http://webapi.weather.com.cn/data/?areaid=101010100&type=index&date=201211281030&appid=cf2d61521456sads", "private_key", )));
當然，實例中的URL是不會返回正確數據的，因為我們用的appid和private_key都是假造的，我在測試的過程使用的是我申請到的相關信息。
結果返回成功了，我們開始分析如何使用C++去實現這個加密過程吧！
1. 肢解加密過程
一口吃不成一個胖子，我們一步一步來，從最內層開始，從hash_hmac入手，說白了不就是hash過程了，這時候我想到了openssl，是的，就是他了！首先我們在php環境中求出我們這一步的結果再說：
hash_hmac('sha1', "http://webapi.weather.com.cn/data/?areaid=101010100&type=index&date=201211281030&appid=cf2d61521456sads", "private_key", );
結果如下：
�v@��=�*�_�����
使用openssl之前，讓我們分析以下php中的hash_hmac函數中的幾個參數，前三個估計一目了然，最後一個是什麼意思呢？函數原型如下：
hash_hmac ( , , [, bool = ] )
最後一個參數raw_output解釋為： When set to TRUE, outputs raw binary data. FALSE outputs lowercase hexits.
好了，我們開始用openssl試試，先不著急用C++，先在bash下用command試試：
-n | openssl dgst -sha1 -binary -hmac
看到這裡的-binary參數沒有，這就是我之前為什麼為專門分析hash_hmac最後一個參數的原因，因為我當時就在這裡少了-binary參數，導致出來的結果老是對不上。好了，結果表明，和php的結果一致。
繼續肢解，開始第二步，base64_encode函數的分析，同樣， 先在php中來過：
(hash_hmac('sha1', "http://webapi.weather.com.cn/data/?areaid=101010100&type=index&date=201211281030&appid=cf2d61521456sads", "private_key", ));
結果如下：
A/p2QJ4R/D3FFCr6XwUCyNP56Y0=
我們來看看base64_encode函數的原型：
( )
這個函數，見名知意，就是對數據進行base64編碼。在linux下有現成的工具，即base64：
-n | openssl dgst -sha1 -binary -hmac | base64
測試通過，我們開始最後一步，urlencode函數做什麼，這個問題在之前一篇文章：http://www.cnblogs.com/berlin-sun/p/translateonline.html 中提到過，其實就是對url重新進行編碼，Returns a string in which all non-alphanumeric characters except -_. have been replaced with a percent (%) sign followed by two hex digits and spaces encoded as plus (+) signs.
2. 具體實現
hmac過程：
#include <openssl/hmac.h> unsigned * digest = HMAC(EVP_sha1(), key, strlen(key), (unsigned *)weather_api, strlen(weather_api), NULL, NULL);
base64過程：
#include <openssl/bio.h>
#include <openssl/buffer.h>
*base64( unsigned * input, BIO *bmem, * BUF_MEM *
b64 = bmem = b64 = BIO_get_mem_ptr(b64, &
*buff = ( *)malloc(bptr-> memcpy(buff, bptr->data, bptr->length- buff[bptr->length-] =
*base64Digest = base64(digest, strlen(( *)digest));
urlencode過程：
#inlcude “curl/ CURL * curl = *encode_key = curl_easy_escape(curl, base64Digest, );
目前，C++程序就完成了這些，結果已經成功返回，如下圖：
這就是我昨天晚上6點到7點半做的所有事情，然後得到女朋友的極大吐槽：一天到黑都在整，煩
編程改變世界，我是一個快樂的程序猿，謝謝大家閱讀！
