Java Tomcat SSL 服务端/客户端双向认证

SSL——Secure Sockets Layer

双向认证(我的理解)：
客户端认证：
客户端经过浏览器访问某一网站时，若是该网站为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，若是没有信任证书，浏览器通常会拒绝访问，IE会有一个继续访问的连接，但地址栏是红色，给予用户警示做用，即客户端验证服务端并非强制性的，能够没有服务端的信任证书，固然是否继续访问彻底取决于用户本身。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：
服务端须要获取到客户端经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，匹配成功即经过认证，可继续访问网站资源，反之则没法显示网页，后续有截图。

基本逻辑：
一、生成服务端密钥库并导出证书；
二、生成客户端密钥库并导出证书；
三、根据服务端密钥库生成客户端信任的证书；
四、将客户端证书导入服务端密钥库；
五、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

1、生成密钥库和证书
可参考如下密钥生成脚本，根据实际状况作必要的修改，其中须要注意的是：服务端的密钥库参数“CN”必须与服务端的IP地址相同，不然会报错，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、查看证书库中的所有证书

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

2、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，并修改为以下：

<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，能够配置成绝对路径，如“D:/key/server.keystore”，本例中是在Tomcat目录中建立了一个名称为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，和密钥库相同便可
truststorePass：受信任密钥库密码

3、创建演示项目
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，可是没有可用的客户端证书");
            } else {
                out.println("这不是一个HTTPS请求，所以没法得到客户端证书列表 ");
            }
        }
        out.close();
    }

    public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
            throws ServletException, IOException {
        doGet(request, response);
    }
    
    /**
     * <p>
     * 校验证书是否过时
     * </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，能够去除，这样HTTP和HTTPS均可以访问。

<?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可以被修改，且不能被第三方查看到 -->
            <!-- INTEGRAL: 要保证服务器和client之间传输的数据不可以被修改 -->
            <!-- NONE: 指示容器必须可以在任一的链接上提供数据。（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>