我对 HTTPS/SSL/TLS
还很陌生,我对客户端在使用证书进行身份验证时应该呈现的确切内容有点困惑。
我正在编写一个 Java 客户端,它需要对特定的 URL
执行简单的 POST
数据。这部分工作正常,唯一的问题是它应该在 HTTPS
上完成。 HTTPS
部分相当容易处理(使用 HTTPclient
或使用 Java 的内置 HTTPS
支持),但我坚持使用客户端证书进行身份验证。我注意到这里已经有一个非常相似的问题,我还没有用我的代码尝试过(很快就会这样做)。我当前的问题是——无论我做什么——Java 客户端从不发送证书(我可以用 PCAP
转储检查这一点)。
我想知道在使用证书进行身份验证时客户端应该向服务器提供什么(特别是对于 Java - 如果这很重要的话)?这是 JKS
文件还是 PKCS#12
?里面应该有什么;只是客户端证书,还是密钥?如果是这样,哪个键?对于所有不同类型的文件、证书类型等,存在相当多的混淆。
正如我之前所说,我是 HTTPS/SSL/TLS
的新手,所以我也希望能提供一些背景信息(不一定是一篇文章;我会满足于指向好文章的链接)。
终于设法解决了所有问题,所以我将回答我自己的问题。这些是我用来解决我的特定问题的设置/文件;
客户端的密钥库是一个 PKCS#12 格式文件,其中包含
客户端的公共证书(在这种情况下由自签名 CA 签名) 客户端的私钥
例如,为了生成它,我使用了 OpenSSL 的 pkcs12
命令;
openssl pkcs12 -export -in client.crt -inkey client.key -out client.p12 -name "Whatever"
提示:确保您获得的是最新的 OpenSSL,而不是 0.9.8h 版本,因为这似乎存在不允许您正确生成 PKCS#12 文件的错误。
当服务器明确请求客户端进行身份验证时,Java 客户端将使用此 PKCS#12 文件向服务器提供客户端证书。有关客户端证书身份验证协议实际工作原理的概述,请参阅 Wikipedia article on TLS(还解释了为什么我们需要客户端的私钥)。
客户端的信任库是一个简单的 JKS 格式文件,其中包含根或中间 CA 证书。这些 CA 证书将确定您将被允许与哪些端点进行通信,在这种情况下,它将允许您的客户端连接到提供由信任库的 CA 之一签名的证书的任何服务器。
例如,要生成它,您可以使用标准的 Java keytool;
keytool -genkey -dname "cn=CLIENT" -alias truststorekey -keyalg RSA -keystore ./client-truststore.jks -keypass whatever -storepass whatever
keytool -import -keystore ./client-truststore.jks -file myca.crt -alias myca
使用此信任库,您的客户端将尝试与所有提供由 myca.crt
标识的 CA 签名的证书的服务器进行完整的 SSL 握手。
以上文件仅供客户使用。当您还想设置服务器时,服务器需要自己的密钥和信任库文件。可以在 this website 上找到为 Java 客户端和服务器(使用 Tomcat)设置完整工作示例的精彩演练。
问题/备注/提示
客户端证书身份验证只能由服务器强制执行。 (重要!)当服务器请求客户端证书(作为 TLS 握手的一部分)时,它还将提供受信任 CA 的列表作为证书请求的一部分。如果您希望出示以进行身份验证的客户端证书未由这些 CA 之一签名,则根本不会出示(在我看来,这是一种奇怪的行为,但我确信这是有原因的)。这是我的问题的主要原因,因为对方没有正确配置他们的服务器来接受我的自签名客户端证书,我们认为问题出在我没有在请求中正确提供客户端证书。获取 Wireshark。它具有出色的 SSL/HTTPS 数据包分析功能,对调试和查找问题有很大帮助。它与 -Djavax.net.debug=ssl 类似,但如果您对 Java SSL 调试输出不满意,它更结构化并且(可以说)更容易解释。完全可以使用 Apache httpclient 库。如果您想使用 httpclient,只需将目标 URL 替换为等效的 HTTPS 并添加以下 JVM 参数(对于任何其他客户端都相同,无论您要使用哪个库通过 HTTP/HTTPS 发送/接收数据) : -Djavax.net.debug=ssl -Djavax.net.ssl.keyStoreType=pkcs12 -Djavax.net.ssl.keyStore=client.p12 -Djavax.net.ssl.keyStorePassword=whatever -Djavax.net.ssl.trustStoreType= jks -Djavax.net.ssl.trustStore=client-truststore.jks -Djavax.net.ssl.trustStorePassword=whatever
其他答案显示了如何全局配置客户端证书。但是,如果您想以编程方式为一个特定连接定义客户端密钥,而不是在 JVM 上运行的每个应用程序中全局定义它,那么您可以像这样配置自己的 SSLContext:
String keyPassphrase = "";
KeyStore keyStore = KeyStore.getInstance("PKCS12");
keyStore.load(new FileInputStream("cert-key-pair.pfx"), keyPassphrase.toCharArray());
SSLContext sslContext = SSLContexts.custom()
.loadKeyMaterial(keyStore, null)
.build();
HttpClient httpClient = HttpClients.custom().setSSLContext(sslContext).build();
HttpResponse response = httpClient.execute(new HttpGet("https://example.com"));
loadKeyMaterial(keystore, keyPassphrase.toCharArray())
代码中发送密码!
SSLContext
。
他们的 JKS 文件只是证书和密钥对的容器。在客户端身份验证场景中,密钥的各个部分将位于此处:
客户端的存储将包含客户端的私钥和公钥对。它被称为密钥库。
服务器的存储将包含客户端的公钥。它被称为信任库。
信任库和密钥库的分离不是强制性的,但建议这样做。它们可以是相同的物理文件。
要设置两个存储的文件系统位置,请使用以下系统属性:
-Djavax.net.ssl.keyStore=clientsidestore.jks
在服务器上:
-Djavax.net.ssl.trustStore=serversidestore.jks
要将客户端的证书(公钥)导出到文件中,以便您可以将其复制到服务器,请使用
keytool -export -alias MYKEY -file publicclientkey.cer -store clientsidestore.jks
要将客户端的公钥导入服务器的密钥库,请使用(如海报所述,这已经由服务器管理员完成)
keytool -import -file publicclientkey.cer -store serversidestore.jks
Maven pom.xml:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<groupId>some.examples</groupId>
<artifactId>sslcliauth</artifactId>
<version>1.0-SNAPSHOT</version>
<packaging>jar</packaging>
<name>sslcliauth</name>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.apache.httpcomponents</groupId>
<artifactId>httpclient</artifactId>
<version>4.4</version>
</dependency>
</dependencies>
</project>
Java代码:
package some.examples;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.security.KeyManagementException;
import java.security.KeyStore;
import java.security.KeyStoreException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.UnrecoverableKeyException;
import java.security.cert.CertificateException;
import java.util.logging.Level;
import java.util.logging.Logger;
import javax.net.ssl.SSLContext;
import org.apache.http.HttpEntity;
import org.apache.http.HttpHost;
import org.apache.http.client.config.RequestConfig;
import org.apache.http.client.methods.CloseableHttpResponse;
import org.apache.http.client.methods.HttpPost;
import org.apache.http.conn.ssl.SSLConnectionSocketFactory;
import org.apache.http.ssl.SSLContexts;
import org.apache.http.impl.client.CloseableHttpClient;
import org.apache.http.impl.client.HttpClients;
import org.apache.http.util.EntityUtils;
import org.apache.http.entity.InputStreamEntity;
public class SSLCliAuthExample {
private static final Logger LOG = Logger.getLogger(SSLCliAuthExample.class.getName());
private static final String CA_KEYSTORE_TYPE = KeyStore.getDefaultType(); //"JKS";
private static final String CA_KEYSTORE_PATH = "./cacert.jks";
private static final String CA_KEYSTORE_PASS = "changeit";
private static final String CLIENT_KEYSTORE_TYPE = "PKCS12";
private static final String CLIENT_KEYSTORE_PATH = "./client.p12";
private static final String CLIENT_KEYSTORE_PASS = "changeit";
public static void main(String[] args) throws Exception {
requestTimestamp();
}
public final static void requestTimestamp() throws Exception {
SSLConnectionSocketFactory csf = new SSLConnectionSocketFactory(
createSslCustomContext(),
new String[]{"TLSv1"}, // Allow TLSv1 protocol only
null,
SSLConnectionSocketFactory.getDefaultHostnameVerifier());
try (CloseableHttpClient httpclient = HttpClients.custom().setSSLSocketFactory(csf).build()) {
HttpPost req = new HttpPost("https://changeit.com/changeit");
req.setConfig(configureRequest());
HttpEntity ent = new InputStreamEntity(new FileInputStream("./bytes.bin"));
req.setEntity(ent);
try (CloseableHttpResponse response = httpclient.execute(req)) {
HttpEntity entity = response.getEntity();
LOG.log(Level.INFO, "*** Reponse status: {0}", response.getStatusLine());
EntityUtils.consume(entity);
LOG.log(Level.INFO, "*** Response entity: {0}", entity.toString());
}
}
}
public static RequestConfig configureRequest() {
HttpHost proxy = new HttpHost("changeit.local", 8080, "http");
RequestConfig config = RequestConfig.custom()
.setProxy(proxy)
.build();
return config;
}
public static SSLContext createSslCustomContext() throws KeyStoreException, IOException, NoSuchAlgorithmException, CertificateException, KeyManagementException, UnrecoverableKeyException {
// Trusted CA keystore
KeyStore tks = KeyStore.getInstance(CA_KEYSTORE_TYPE);
tks.load(new FileInputStream(CA_KEYSTORE_PATH), CA_KEYSTORE_PASS.toCharArray());
// Client keystore
KeyStore cks = KeyStore.getInstance(CLIENT_KEYSTORE_TYPE);
cks.load(new FileInputStream(CLIENT_KEYSTORE_PATH), CLIENT_KEYSTORE_PASS.toCharArray());
SSLContext sslcontext = SSLContexts.custom()
//.loadTrustMaterial(tks, new TrustSelfSignedStrategy()) // use it to customize
.loadKeyMaterial(cks, CLIENT_KEYSTORE_PASS.toCharArray()) // load client certificate
.build();
return sslcontext;
}
}
configureRequest()
对吗?
给定一个包含证书和私钥的 p12 文件(例如,由 openssl 生成),以下代码将其用于特定的 HttpsURLConnection:
KeyStore keyStore = KeyStore.getInstance("pkcs12");
keyStore.load(new FileInputStream(keyStorePath), keystorePassword.toCharArray());
KeyManagerFactory kmf = KeyManagerFactory.getInstance(KeyManagerFactory.getDefaultAlgorithm());
kmf.init(keyStore, keystorePassword.toCharArray());
SSLContext ctx = SSLContext.getInstance("TLS");
ctx.init(kmf.getKeyManagers(), null, null);
SSLSocketFactory sslSocketFactory = ctx.getSocketFactory();
HttpsURLConnection connection = (HttpsURLConnection) url.openConnection();
connection.setSSLSocketFactory(sslSocketFactory);
SSLContext
需要一些时间来初始化,因此您可能需要缓存它。
对于那些只想设置双向身份验证(服务器和客户端证书)的人,这两个链接的组合将使您到达那里:
双向认证设置:
https://linuxconfig.org/apache-web-server-ssl-authentication
您不需要使用他们提到的 openssl 配置文件;只需使用
openssl genrsa -des3 -out ca.key 4096
$ openssl req -new -x509 -days 365 -key ca.key -out ca.crt
生成您自己的 CA 证书,然后通过以下方式生成并签署服务器和客户端密钥:
$ openssl genrsa -des3 -out server.key 4096
$ openssl req -new -key server.key -out server.csr
$ openssl x509 -req -days 365 -in server.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -set_serial 100 -out server.crt
和
openssl genrsa -des3 -out client.key 4096
openssl req -new -key client.key -out client.csr
$ openssl x509 -req -days 365 -in client.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -set_serial 101 -out client.crt
其余的请按照链接中的步骤操作。管理 Chrome 证书的工作方式与提到的 Firefox 示例中的相同。
接下来,通过以下方式设置服务器:
请注意,您已经创建了服务器 .crt 和 .key,因此您不必再执行该步骤。
server.key
而不是 client.key
有比手动导航到 https://url 更好的方法,知道在哪个浏览器中单击哪个按钮,知道在哪里以及如何保存“证书”文件,最后知道 keytool 的魔法咒语在本地安装它.
只需这样做:
将以下代码保存到 InstallCert.java 打开命令行并执行: javac InstallCert.java 运行方式: java InstallCert
这是 InstallCert 的代码,请注意标题中的年份,需要为“更高”版本的 java 修改一些部分:
/*
* Copyright 2006 Sun Microsystems, Inc. All Rights Reserved.
*
* Redistribution and use in source and binary forms, with or without
* modification, are permitted provided that the following conditions
* are met:
*
* - Redistributions of source code must retain the above copyright
* notice, this list of conditions and the following disclaimer.
*
* - Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
* notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
* documentation and/or other materials provided with the distribution.
*
* - Neither the name of Sun Microsystems nor the names of its
* contributors may be used to endorse or promote products derived
* from this software without specific prior written permission.
*
* THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS
* IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
* THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
* PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT OWNER OR
* CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL,
* EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
* PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR
* PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
* LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING
* NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
* SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
*/
import java.io.*;
import java.net.URL;
import java.security.*;
import java.security.cert.*;
import javax.net.ssl.*;
public class InstallCert {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String host;
int port;
char[] passphrase;
if ((args.length == 1) || (args.length == 2)) {
String[] c = args[0].split(":");
host = c[0];
port = (c.length == 1) ? 443 : Integer.parseInt(c[1]);
String p = (args.length == 1) ? "changeit" : args[1];
passphrase = p.toCharArray();
} else {
System.out.println("Usage: java InstallCert <host>[:port] [passphrase]");
return;
}
File file = new File("jssecacerts");
if (file.isFile() == false) {
char SEP = File.separatorChar;
File dir = new File(System.getProperty("java.home") + SEP
+ "lib" + SEP + "security");
file = new File(dir, "jssecacerts");
if (file.isFile() == false) {
file = new File(dir, "cacerts");
}
}
System.out.println("Loading KeyStore " + file + "...");
InputStream in = new FileInputStream(file);
KeyStore ks = KeyStore.getInstance(KeyStore.getDefaultType());
ks.load(in, passphrase);
in.close();
SSLContext context = SSLContext.getInstance("TLS");
TrustManagerFactory tmf =
TrustManagerFactory.getInstance(TrustManagerFactory.getDefaultAlgorithm());
tmf.init(ks);
X509TrustManager defaultTrustManager = (X509TrustManager)tmf.getTrustManagers()[0];
SavingTrustManager tm = new SavingTrustManager(defaultTrustManager);
context.init(null, new TrustManager[] {tm}, null);
SSLSocketFactory factory = context.getSocketFactory();
System.out.println("Opening connection to " + host + ":" + port + "...");
SSLSocket socket = (SSLSocket)factory.createSocket(host, port);
socket.setSoTimeout(10000);
try {
System.out.println("Starting SSL handshake...");
socket.startHandshake();
socket.close();
System.out.println();
System.out.println("No errors, certificate is already trusted");
} catch (SSLException e) {
System.out.println();
e.printStackTrace(System.out);
}
X509Certificate[] chain = tm.chain;
if (chain == null) {
System.out.println("Could not obtain server certificate chain");
return;
}
BufferedReader reader =
new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.println();
System.out.println("Server sent " + chain.length + " certificate(s):");
System.out.println();
MessageDigest sha1 = MessageDigest.getInstance("SHA1");
MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");
for (int i = 0; i < chain.length; i++) {
X509Certificate cert = chain[i];
System.out.println
(" " + (i + 1) + " Subject " + cert.getSubjectDN());
System.out.println(" Issuer " + cert.getIssuerDN());
sha1.update(cert.getEncoded());
System.out.println(" sha1 " + toHexString(sha1.digest()));
md5.update(cert.getEncoded());
System.out.println(" md5 " + toHexString(md5.digest()));
System.out.println();
}
System.out.println("Enter certificate to add to trusted keystore or 'q' to quit: [1]");
String line = reader.readLine().trim();
int k;
try {
k = (line.length() == 0) ? 0 : Integer.parseInt(line) - 1;
} catch (NumberFormatException e) {
System.out.println("KeyStore not changed");
return;
}
X509Certificate cert = chain[k];
String alias = host + "-" + (k + 1);
ks.setCertificateEntry(alias, cert);
OutputStream out = new FileOutputStream("jssecacerts");
ks.store(out, passphrase);
out.close();
System.out.println();
System.out.println(cert);
System.out.println();
System.out.println
("Added certificate to keystore 'jssecacerts' using alias '"
+ alias + "'");
}
private static final char[] HEXDIGITS = "0123456789abcdef".toCharArray();
private static String toHexString(byte[] bytes) {
StringBuilder sb = new StringBuilder(bytes.length * 3);
for (int b : bytes) {
b &= 0xff;
sb.append(HEXDIGITS[b >> 4]);
sb.append(HEXDIGITS[b & 15]);
sb.append(' ');
}
return sb.toString();
}
private static class SavingTrustManager implements X509TrustManager {
private final X509TrustManager tm;
private X509Certificate[] chain;
SavingTrustManager(X509TrustManager tm) {
this.tm = tm;
}
public X509Certificate[] getAcceptedIssuers() {
throw new UnsupportedOperationException();
}
public void checkClientTrusted(X509Certificate[] chain, String authType)
throws CertificateException {
throw new UnsupportedOperationException();
}
public void checkServerTrusted(X509Certificate[] chain, String authType)
throws CertificateException {
this.chain = chain;
tm.checkServerTrusted(chain, authType);
}
}
}
我已经通过 Spring Boot 使用双向 SSL(客户端和服务器证书)连接到银行。所以在这里描述我的所有步骤,希望它可以帮助某人(最简单的工作解决方案,我发现):
生成证书请求:
生成私钥:openssl genrsa -des3 -passout pass:MY_PASSWORD -out user.key 2048
生成证书请求:openssl req -new -key user.key -out user.csr -passin pass:MY_PASSWORD
保留 user.key
(和密码)并向银行发送证书请求
接收 2 个证书:我的客户端根证书 user.pem 和银行根证书:bank.crt 创建 Java 密钥库(输入密钥密码并设置密钥库密码):openssl pkcs12 -export -in user.pem -inkey user.key -out keystore。 p12 -name clientId -CAfile ca.crt -caname root 不要注意输出:无法写入“随机状态”。 Java PKCS12 keystore.p12 创建。添加到密钥库 bank.crt(为简单起见,我使用了一个密钥库): keytool -import -alias bankca -file bank.crt -keystore keystore.p12 -storepass MY_PASS 通过以下方式检查密钥库证书: keytool -list -keystore keystore.p12 准备就绪对于 Java 代码:) 我使用 Spring Boot RestTemplate 并添加 org.apache.httpcomponents.httpcore 依赖项:@Bean("sslRestTemplate") public RestTemplate sslRestTemplate() throws Exception { char[] storePassword = appProperties.getSslStorePassword().toCharArray (); URL keyStore = 新 URL(appProperties.getSslStore()); SSLContext sslContext = new SSLContextBuilder() .loadTrustMaterial(keyStore, storePassword) // 使用 storePassword 两次(使用密钥密码无效)!! .loadKeyMaterial(keyStore, storePassword, storePassword) .build(); // 解决“证书不匹配任何主题替代名称” SSLConnectionSocketFactory socketFactory = new SSLConnectionSocketFactory(sslContext, NoopHostnameVerifier.INSTANCE); CloseableHttpClient 客户端 = HttpClients.custom().setSSLSocketFactory(socketFactory).build(); HttpComponentsClientHttpRequestFactory factory = new HttpComponentsClientHttpRequestFactory(client); RestTemplate restTemplate = new RestTemplate(factory); // restTemplate.setMessageConverters(List.of(new Jaxb2RootElementHttpMessageConverter()));返回休息模板; }
我认为这里的修复是密钥库类型,pkcs12(pfx) 总是有私钥,而 JKS 类型可以在没有私钥的情况下存在。除非您在代码中指定或通过浏览器选择证书,否则服务器无法知道它代表另一端的客户端。
SSLContext
。