【ssl认证、证书】SSL双向认证java实战、keytool创建证书

迷南。 2024-03-24 09:08 79阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  概述
 *  keytool示例
 *  参考

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## 概述 ##

注意keytool的命令，版本有所不同 [【ssl认证、证书】keytool genkey和genkeypair的区别和联系][ssl_keytool genkey_genkeypair]

本篇的代码示例原理参见 [【ssl认证、证书】java中的ssl连接、keytool][ssl_java_ssl_API_SSLContext_keytool]，结合一起看

## keytool示例 ##

模拟场景：  
Server端和Client端通信，需要进行授权和身份的验证，即Client只能接受Server的消息，Server只能接受Client的消息。

实现技术：  
JSSE（Java Security Socket Extension）  
是Sun为了解决在Internet上的安全通讯而推出的解决方案。它实现了SSL和TSL（传输层安全）协议。在JSSE中包含了数据加密，服务器验证，消息完整性和客户端验证等技术。通过使用JSSE，开发人员可以在客户机和服务器之间通过TCP/IP协议安全地传输数据

为了实现消息认证。  
Server需要：  
1）`KeyStore`: 其中保存服务端的私钥  
2）`Trust KeyStore`:其中保存客户端的授权证书  
同样，Client需要：  
1）`KeyStore`：其中保存客户端的私钥  
2）`Trust KeyStore`：其中保存服务端的授权证书的副本，功能类似白名单，用于判断对端传送过来的证书是否合法，只有在tks的证书判定有效，否则直接拒绝连接。

我们可以使用Java自带的keytool命令，去生成这样信息文件  
1）生成服务端私钥，并且导入到服务端KeyStore文件中

严格来说，此时生成的是密钥对，即私钥和公钥都在这个文件中，然后后续可以通过Import导出证书(证书内含有公钥)

keytool -genkey -alias serverkey -keystore kserver.keystore

过程中，分别需要填写，根据需求自己设置就行  
keystore密码：123456  
名字和姓氏：stone  
组织单位名称：eulic  
组织名称：eulic  
城市或区域名称：HZ  
州或省份名称：ZJ  
国家代码：CN  
serverkey私钥的密码，不填写和keystore的密码一致：123456  
就可以生成kserver.keystore文件  
server.keystore是给服务端用的，其中保存着自己的私钥

2）根据私钥，导出服务端证书(含公钥)

这也就是为什么说kserver.keystore中含有公钥信息的原因

keytool -export -alias serverkey -keystore kserver.keystore -file server.crt

server.crt就是服务端的证书

3）将服务端证书，导入到客户端的Trust KeyStore中

keytool -import -alias serverkey -file server.crt -keystore tclient.keystore

tclient.keystore是给客户端用的，其中保存着受信任的证书

采用同样的方法，生成客户端的私钥，客户端的证书，并且导入到服务端的Trust KeyStore中

1）keytool -genkey -alias clientkey -keystore kclient.keystore
    2）keytool -export -alias clientkey -keystore kclient.keystore -file client.crt
    3）keytool -import -alias clientkey -file client.crt -keystore tserver.keystore

如此一来，生成的文件分成两组  
服务端保存：kserver.keystore tserver.keystore  
客户端保存：kclient.keystore tclient.kyestore

接下来，就采用JSSE，分别生成SSLServerSocket,SSLSocket

服务端，生成SSLServerSocket代码：

SSLContext ctx = SSLContext.getInstance("SSL");
    
    KeyManagerFactory kmf = KeyManagerFactory.getInstance("SunX509");
    TrustManagerFactory tmf = TrustManagerFactory.getInstance("SunX509");
    
    KeyStore ks = KeyStore.getInstance("JKS");
    KeyStore tks = KeyStore.getInstance("JKS");
    
    ks.load(new FileInputStream("data/kserver.keystore"), SERVER_KEY_STORE_PASSWORD.toCharArray());
    tks.load(new FileInputStream("data/tserver.keystore"), SERVER_TRUST_KEY_STORE_PASSWORD.toCharArray());
    
    kmf.init(ks, SERVER_KEY_STORE_PASSWORD.toCharArray());
    tmf.init(tks);
    
    ctx.init(kmf.getKeyManagers(), tmf.getTrustManagers(), null);
    
    serverSocket = (SSLServerSocket) ctx.getServerSocketFactory().createServerSocket(DEFAULT_PORT);
    serverSocket.setNeedClientAuth(true);

注意：在server端，必须设置`setNeedClientAuth(true)`才是真的开启双向认证，否则本质上仍是单向认证。

客户端，生成SSLSocket的代码，大同小异：

SSLContext ctx = SSLContext.getInstance("SSL");
    
    KeyManagerFactory kmf = KeyManagerFactory.getInstance("SunX509");
    TrustManagerFactory tmf = TrustManagerFactory.getInstance("SunX509");
    
    KeyStore ks = KeyStore.getInstance("JKS");
    KeyStore tks = KeyStore.getInstance("JKS");
    
    ks.load(new FileInputStream("data/kclient.keystore"), CLIENT_KEY_STORE_PASSWORD.toCharArray());
    tks.load(new FileInputStream("data/tclient.keystore"), CLIENT_TRUST_KEY_STORE_PASSWORD.toCharArray());
    
    kmf.init(ks, CLIENT_KEY_STORE_PASSWORD.toCharArray());
    tmf.init(tks);
    
    ctx.init(kmf.getKeyManagers(), tmf.getTrustManagers(), null);
    
    return (SSLSocket) ctx.getSocketFactory().createSocket(DEFAULT_HOST, DEFAULT_PORT);

如此，就完成了服务端和客户端之间的基于身份认证的交互。

client采用kclient.keystore中的clientkey私钥进行数据加密，发送给server  
server采用tserver.keystore中的client.crt证书（包含了clientkey的公钥）对数据解密，如果解密成功，证明消息来自client，进行逻辑处理

server采用kserver.keystore中的serverkey私钥进行数据加密，发送给client  
client采用tclient.keystore中的server.crt证书（包含了serverkey的公钥）对数据解密，如果解密成功，证明消息来自server，进行逻辑处理

如果过程中，解密失败，那么证明消息来源错误。不进行逻辑处理。这样就完成了双向的身份认证。

启动服务端的时候：

*  先在CMD中采用telnet 127.0.0.1 7777连接，发现连接成功，但在发送消息后，连接立马断点，因为此时客户端没有证书；
 *  再启动客户端程序，发现连接正常，并能交互消息

完整示例参见 [study-ssl][]

## 参考 ##

[SSL双向认证java实现][SSL_java]

[ssl_SSL_SSL]: https://blog.csdn.net/m0_45406092/article/details/114638087
[ssl_java_ssl_API_SSLContext_keytool]: https://blog.csdn.net/m0_45406092/article/details/129959801
[ssl_SSL_java_keytool]: https://blog.csdn.net/m0_45406092/article/details/129790663
[ssl_Wireshark]: https://blog.csdn.net/m0_45406092/article/details/129996514
[ssl_ _keystore]: https://blog.csdn.net/m0_45406092/article/details/129799296
[ssl_TLS_SSL_openssl genrsa]: https://blog.csdn.net/m0_45406092/article/details/128932842
[ssl_openssl genrsa]: https://blog.csdn.net/m0_45406092/article/details/128953005
[ssl_SSL _openssl_keytool]: https://blog.csdn.net/m0_45406092/article/details/129864618
[ssl_keytool genkey_genkeypair]: https://blog.csdn.net/m0_45406092/article/details/129802560
[study-ssl]: https://gitee.com/king_beijixiong/study-ssl/
[SSL_java]: http://www.blogjava.net/stone2083/archive/2007/12/20/169015.html