Java Tomcat SSL 服务端/客户端双向认证（一）

 SSL——Secure Sockets Layer

双向认证(个人理解)：
客户端认证：
客户端通过浏览器访问某一网站时，如果该网站为HTTPS网站，浏览器会自动检测系统中是否存在该网站的信任证书，如果没有信任证书，浏览器一般会拒绝访问，IE会有一个继续访问的链接，但地址栏是红色，给予用户警示作用，即客户端验证服务端并不是强制性的，可以没有服务端的信任证书，当然是否继续访问完全取决于用户自己。如何去除地址栏的红色警告呢？后续会介绍导入服务端证书到浏览器的方法。

服务端认证：
服务端需要获取到客户端通过浏览器发送过来的认证证书，该证书在服务端的证书库中已存在，仅仅是个匹配过程，匹配成功即通过认证，可继续访问网站资源，反之则无法显示网页，后续有截图。

基本逻辑：
1、生成服务端密钥库并导出证书；
2、生成客户端密钥库并导出证书；
3、根据服务端密钥库生成客户端信任的证书；
4、将客户端证书导入服务端密钥库；
5、将服务端证书导入浏览器。

构建演示系统
演示环境：
JDK：1.6.0_32
Tomcat：apache-tomcat-7.0.27
开发工具：MyEclipse 10
浏览器：Internet Explorer 9

一、生成密钥库和证书
可参考以下密钥生成脚本，根据实际情况做必要的修改，其中需要注意的是：服务端的密钥库参数“CN”必须与服务端的IP地址相同，否则会报错，客户端的任意。
key.script

1、生成服务器证书库

keytool -validity 365 -genkey -v -alias server -keyalg RSA -keystore E:\ssl\server.keystore -dname "CN=127.0.0.1,OU=icesoft,O=icesoft,L=Haidian,ST=Beijing,c=cn" -storepass 123456 -keypass 123456


2、生成客户端证书库

keytool -validity 365 -genkeypair -v -alias client -keyalg RSA -storetype PKCS12 -keystore E:\ssl\client.p12 -dname "CN=client,OU=icesoft,O=icesoft,L=Haidian,ST=Beijing,c=cn" -storepass 123456 -keypass 123456


3、从客户端证书库中导出客户端证书

keytool -export -v -alias client -keystore E:\ssl\client.p12 -storetype PKCS12 -storepass 123456 -rfc -file E:\ssl\client.cer


4、从服务器证书库中导出服务器证书

keytool -export -v -alias server -keystore E:\ssl\server.keystore -storepass 123456 -rfc -file E:\ssl\server.cer


5、生成客户端信任证书库(由服务端证书生成的证书库)

keytool -import -v -alias server -file E:\ssl\server.cer -keystore E:\ssl\client.truststore -storepass 123456


6、将客户端证书导入到服务器证书库(使得服务器信任客户端证书)

keytool -import -v -alias client -file E:\ssl\client.cer -keystore E:\ssl\server.keystore -storepass 123456


7、查看证书库中的全部证书

keytool -list -keystore E:\ssl\server.keystore -storepass 123456

二、Tomat配置
使用文本编辑器编辑${catalina.base}/conf/server.xml
找到Connector port="8443"的标签，取消注释，并修改成如下：

<Connector port="8443" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol" SSLEnabled="true"
               maxThreads="150" scheme="https" secure="true"
               clientAuth="true" sslProtocol="TLS"
               keystoreFile="${catalina.base}/key/server.keystore" keystorePass="123456"
               truststoreFile="${catalina.base}/key/server.keystore" truststorePass="123456"/>

备注：
keystoreFile：指定服务器密钥库，可以配置成绝对路径，如“D:/key/server.keystore”，本例中是在Tomcat目录中创建了一个名称为key的文件夹，仅供参考。
keystorePass：密钥库生成时的密码
truststoreFile：受信任密钥库，和密钥库相同即可
truststorePass：受信任密钥库密码

三、建立演示项目
项目结构图：
项目名称：SSL（随意）


SSLServlet.java

package com.icesoft.servlet;

import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import java.security.cert.X509Certificate;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

/**
 * <p>
 * SSL Servlet
 * </p>
 * 
 * @author IceWee
 * @date 2012-6-4
 * @version 1.0
 */
public class SSLServlet extends HttpServlet {

    private static final long serialVersionUID = 1601507150278487538L;
    private static final String ATTR_CER = "javax.servlet.request.X509Certificate";
    private static final String CONTENT_TYPE = "text/plain;charset=UTF-8";
    private static final String DEFAULT_ENCODING = "UTF-8";
    private static final String SCHEME_HTTPS = "https";

    public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
            throws ServletException, IOException {
        response.setContentType(CONTENT_TYPE);
        response.setCharacterEncoding(DEFAULT_ENCODING);
        PrintWriter out = response.getWriter();
        X509Certificate[] certs = (X509Certificate[]) request.getAttribute(ATTR_CER);
        if (certs != null) {
            int count = certs.length;
            out.println("共检测到[" + count + "]个客户端证书");
            for (int i = 0; i < count; i++) {
                out.println("客户端证书 [" + (++i) + "]： ");
                out.println("校验结果：" + verifyCertificate(certs[--i]));
                out.println("证书详细：\r" + certs[i].toString());
            }
        } else {
            if (SCHEME_HTTPS.equalsIgnoreCase(request.getScheme())) {
                out.println("这是一个HTTPS请求，但是没有可用的客户端证书");
            } else {
                out.println("这不是一个HTTPS请求，因此无法获得客户端证书列表 ");
            }
        }
        out.close();
    }

    public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
            throws ServletException, IOException {
        doGet(request, response);
    }
    
    /**
     * <p>
     * 校验证书是否过期
     * </p>
     * 
     * @param certificate
     * @return
     */
    private boolean verifyCertificate(X509Certificate certificate) {
        boolean valid = true;
        try {
            certificate.checkValidity();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            valid = false;
        }
        return valid;
    }

}

web.xml
说明：该演示项目强制使用了SSL，即普通的HTTP请求也会强制重定向为HTTPS请求，配置在最下面，可以去除，这样HTTP和HTTPS都可以访问。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app version="3.0" 
    xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/javaee" 
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" 
    xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/javaee 
    http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_3_0.xsd">
      <display-name>Secure Sockets Layer</display-name>    
    
    <servlet>
        <servlet-name>SSLServlet</servlet-name>
        <servlet-class>com.icesoft.servlet.SSLServlet</servlet-class>
    </servlet>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>SSLServlet</servlet-name>
        <url-pattern>/sslServlet</url-pattern>
    </servlet-mapping>
    
    <welcome-file-list>
      <welcome-file>index.jsp</welcome-file>
    </welcome-file-list>

    <!-- 强制SSL配置，即普通的请求也会重定向为SSL请求 -->  
    <security-constraint>
        <web-resource-collection>
            <web-resource-name>SSL</web-resource-name>
            <url-pattern>/*</url-pattern><!-- 全站使用SSL -->
        </web-resource-collection>
        <user-data-constraint>
            <description>SSL required</description>
            <!-- CONFIDENTIAL: 要保证服务器和客户端之间传输的数据不能够被修改，且不能被第三方查看到 -->
            <!-- INTEGRAL: 要保证服务器和client之间传输的数据不能够被修改 -->
            <!-- NONE: 指示容器必须能够在任一的连接上提供数据。（即用HTTP或HTTPS，由客户端来决定）-->
            <transport-guarantee>CONFIDENTIAL</transport-guarantee>
        </user-data-constraint>
    </security-constraint>
</web-app>

index.jsp

<%@ page language="java" pageEncoding="UTF-8"%>

<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN">
<html>
<head>
<title>客户端证书上传</title>
<meta http-equiv="pragma" content="no-cache">
<meta http-equiv="cache-control" content="no-cache">
<meta http-equiv="expires" content="0">    
</head>
<body>
<form action="${pageContext.request.contextPath}/sslServlet" method="post">
    <input type="submit"  value="提交证书"/>
</form>
</body>
</html>

四、演示及配置
发布演示项目，通过浏览器访问：http://127.0.0.1:8080/SSL或https://127.0.0.1:8443/SSL，得到相同的结果，如图：






得到如上结果的原始是因为客户端没有通过服务端的安全认证，接下来将服务端给客户端颁发的证书导入到浏览器中：
双击“client.p12”



弹出窗口，下一步



默认，下一步



输入生成密钥时的密码“123456”，下一步



下一步



完成



成功



再次访问http://127.0.0.1:8080/SSL或https://127.0.0.1:8443/SSL，弹出提示框：



点击确定后，IE浏览器自动阻止了继续访问，并给予警告提示，原因是浏览器中未导入该网站的可信证书





点击“继续浏览此网站”，弹出提示，点击确定



哇！鲜红的地址栏，够醒目吧！你访问的网站不安全那，亲！



点击“提交证书”按钮，返回正确结果！



可以看出，客户端并没有服务端那么严格，只要未通过验证就甭想访问，下面将服务端生成的信任证书导入到浏览器的根证书中，这样红色的地址栏就会消失了！
开始导入服务端信任证书，不能双击“server.cer”，需要手动导入到受信任的根证书机构中去。



浏览器Internet选项-内容-证书



点击“受信任的根证书颁发机构”



点击“导入”



下一步



手动选择“server.cer”，下一步






下一步



完成



点“是”




成功





可以看到我们刚刚导入的根证书



把所有浏览器窗口都关掉，再次访问网站，发现鲜红色已经逝去



点击“提交证书”按钮，一切正常了，双向认证的DEMO结束了！





全文完！

Feedback

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2012-08-18 17:54 by 爱学习的猪

你好！我是这篇文章的读者，我也是按照上面的方法配置好了tomcat，当我再次访问http://127.0.0.1:8080/SSL或https://127.0.0.1:8443/SSL，弹出提示框，点击确定后，不是进入的IE浏览器自动阻止了继续访问页面，而是进入了网页无法访问页面，这是怎么了呢？谢谢解答

# re: Java Tomcat SSL 服务端/客户端双向认证（一）  回复  更多评论   

2012-09-07 10:04 by Jakey

请问第5步中生成的 client.truststore 这个文件有什么用？

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2012-09-07 18:13 by IceWee

@爱学习的猪 
你的浏览器没有导入证书，所以直接就被拒绝了，客户端不信任服务端，被浏览器自动阻止了

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2012-09-07 18:13 by IceWee

@Jakey 
让客户端信任服务端的证书

# re: Java Tomcat SSL 服务端/客户端双向认证（一）  回复  更多评论   

2012-11-20 17:50 by redocde

看了N多的双向配置SSL的教程,都是抄袭来抄袭去的,还是楼主的可用,一次成功.thanks

# re: Java Tomcat SSL 服务端/客户端双向认证（一）  回复  更多评论   

2012-11-20 17:57 by redocde

第五步是必须的吗?将服务端证书导入到信任库中,没看懂什么意思.

# re: Java Tomcat SSL 服务端/客户端双向认证（一）  回复  更多评论   

2012-11-21 09:59 by IceWee

@redocde 
是的，并不是必须的，只是会有警示提示而已

# re: Java Tomcat SSL 服务端/客户端双向认证（一）  回复  更多评论   

2012-12-24 21:30 by Francis

你好，我照着你的这个做，成功了，表示感谢。
不过我有一些问题，你在最开始提到的服务器和客户端发来的证书做匹配，如果匹配不成功则不显示页面，这点没见你的demo里面有，请问这点您做到了吗？是在程序里面做还是修改服务器的一些配置？这点很好奇，如有结果希望您能答复一下

另外还有一个小问题，就是客户端的证书可以和IP绑定吗？如果安全措施周全点的话会希望客户端的证书只能是在指定IP上面使用，并不是所有客户端都可以用一个证书。
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