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 1234562、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 1234563、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.cer4、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.cer5、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 1234566、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 1234567、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      

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

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！