GmSSL 是一个开源（遵循 BSD 协议）的密码工具箱，支持 SM2 / SM3 / SM4 / SM9 / ZUC 等国密(国家商用密码)算法、SM2 国密数字证书及基于 SM2 证书的 SSL / TLS 安全通信协议，支持国密硬件密码设备，提供符合国密规范的编程接口与命令行工具，可以用于构建 PKI / CA 、安全通信、数据加密等符合国密标准的安全应用。GmSSL 项目是 OpenSSL 项目的分支，并与 OpenSSL 保持接口兼容。因此 GmSSL 可以替代应用中的 OpenSSL 组件，并使应用自动具备基于国密的安全能力。

目前已发布的 GmSSL 仅适配 RedHat/CentOS7，更高的 RedHat/CentOS 系统在运行 GmSSL 时可能出现链接库文件无法适配的问题。

国产密码算法（国密算法）是指国家密码局认定的国产商用密码算法，国密算法系列包括 SM1，SM2，SM3，SM4，SM7，SM9 和 ZUC 算法，与国际通用算法标准有对应关系。其中对称密码算法包括 SM1，SM4 和 SM7，非对称密码算法包括 SM2，SM9，哈希算法包括 SM3。

SM1 算法：仅支持硬件实现，目前使用范围逐渐萎缩，目前主要在存量市场有所使用。
SM2 算法：对标 RSA、ECC 算法，算法标准已公开。
SM3 算法：对标 MD5、SHA-256 等哈希算法，算法标准已公开。
SM4 算法：对标 AES，3DES 等算法，算法标准已公开。
SM7 算法：针对非接触式 IC 卡、票务、支付卡类应用，算法标准已公开。
SM9 算法：ZUC 算法属于对称密码算法中的序列密码算法，以 32 位字为单位输出密钥流，其密钥长度和 IV 长度均为 128 比特。

1.GmSSL 制作自签证书
1.1.第一阶段：制作 CA 根证书
1.2.第二阶段：制作服务器证书
1.3.第三阶段：制作客户端证书（双向认证使用）

2.Web 容器配置 HTTPS站点
2.1.Tomcat 配置方案
2.2.Nginx 配置方案
2.3.Apache Httpd 配置方案

3.客户端访问
3.1.安装 CA 机构证书
3.2.安装客户端 PKCS12 证书（双向认证使用）
3.3.常见问题

后记一：HTTPS 和 SSL 的概念和工作原理

1.GmSSL 制作自签证书

1、安装 GmSSL。

1）验证并安装依赖软件。通过源代码编译的方式安装 GmSSL，需要依赖软件"make"、"gcc"，验证或安装依赖软件：

[centos@host ~]$ sudo yum install make gcc

补充知识：

① "gcc"是一个C/C++、FORTRAN、JAVA、OBJC、ADA等多种语言的编译器，用来将源代码编译成可发布的软件程序。

② "make"是一个工程管理工具，能够根据 Makefile 中的脚本执行编译、安装流程。

2）打开 GmSSL 下载页面【https://github.com/guanzhi/GmSSL】，下载 GmSSL 源代码 zip 包到用户主目录中：

GmSSL 下载页面

3）解压缩 GmSSL 的源代码 zip 包到用户主目录下：

[centos@host ~]$ unzip GmSSL-master.zip
[centos@host ~]$ ll
drwxrwxr-x. 24 centos centos    4096 8月  24 21:46 GmSSL-master

4）安装 GmSSL，进入源代码目录，配置、编译、安装程序，并拷贝链接库文件（"libcrypto.so.1.1"、"libssl.so.1.1"）到系统链接库目录（"/lib64"）中：

[centos@host ~]$ cd GmSSL-master
[centos@host GmSSL-master]$ ./config
[centos@host GmSSL-master]$ make
[centos@host GmSSL-master]$ sudo make install
[centos@host GmSSL-master]$ sudo cp libcrypto.so.1.1 libssl.so.1.1 /lib64

程序安装目录是"/usr/local/bin"。

5）查看 GmSSL 的链接库文件是否正常：

[centos@host ~ ]$ ldd /usr/local/bin/gmssl

linux-vdso.so.1 =>  (0x00007fffc0cc2000)
libssl.so.1.1 => /lib64/libssl.so.1.1 (0x00007f9fd0a46000)
libcrypto.so.1.1 => /lib64/libcrypto.so.1.1 (0x00007f9fd04f2000)
libdl.so.2 => /lib64/libdl.so.2 (0x00007f9fd02ee000)
libpthread.so.0 => /lib64/libpthread.so.0 (0x00007f9fd00d2000)
libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007f9fcfd04000)
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f9fd0cbd000)

2、创建 SSL 工作目录。

证书包括 CA 认证机构、服务器和客户端三类证书的制作，在 SSL 工作根目录下分别建立"ca"、"server"、"client"子目录存放对应的输出文件，并设置所有者为证书管理账户。

[centos@host ~ ]$ sudo mkdir -p /data/ssl/ca
[centos@host ~ ]$ sudo mkdir -p /data/ssl/server
[centos@host ~ ]$ sudo mkdir -p /data/ssl/client
[centos@host ~ ]$ sudo chown -R centos:centos /data/ssl

3、术语说明

文件类型	说明
KEY	非对称私钥文件，文件扩展名通常为 ".key"
CSR	只包含公钥的证书签名申请，文件扩展名通常为 ".csr"
PEM	只包含公钥的证书，文件扩展名通常为 ".pem"
PKCS12	包含公钥和私钥证书，文件扩展名通常为 ".p12"

1.1.第一阶段：制作 CA 根证书

1、制作 CA【秘钥】。

[centos@host ~ ]$ gmssl ecparam -genkey -name sm2p256v1 -out /data/ssl/ca/ca.key

说明：

【openssl ecparam】表示制作秘钥。
【-genkey】表示生成一个 EC 秘钥；
【-name】表示 EC 密码的算法。
【-out】表示秘钥的输出文件。

查看 CA 秘钥文件：

[centos@host ~ ] gmssl ec -in /data/ssl/ca/ca.key

2、制作 CA 【根证书签名申请】。

输入 CA 秘钥文件，输出 CA 根证书签名申请文件。

操作过程：验证 CA 秘钥口令 => 设置国家名称 => 设置省份名称 => 设置城市名称 => 设置组织机构名称 => 设置组织单元名称 => 设置证书名称 => 设置电子邮件地址和扩展属性（密码提示信息和可选的公司名称）。

[centos@host ~ ]$ gmssl req -new -key /data/ssl/ca/ca.key -out /data/ssl/ca/ca.csr

Enter pass phrase for /data/ssl/ca/ca.key:
You are about to be asked to enter information that will be incorporated
into your certificate request.
What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN.
There are quite a few fields but you can leave some blank
For some fields there will be a default value,
If you enter '.', the field will be left blank.
-----
Country Name (2 letter code) [XX]:ch
State or Province Name (full name) []:sd
Locality Name (eg, city) [Default City]:qd 
Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:private
Organizational Unit Name (eg, section) []:zhangyi
Common Name (eg, your name or your server's hostname) []:ca
Email Address []:

Please enter the following 'extra' attributes
to be sent with your certificate request
A challenge password []:
An optional company name []:

说明：

【openssl req】表示制作证书签名申请。
【-new】表示生成证书请求文件；
【-key】表示秘钥的输入文件；
【-out】表示证书签名申请的输出文件。

注意：【Common Name】应为 CA 机构的名称。

查看 CA 证书申请文件：

[centos@host ~ ]$ gmssl req -in /data/ssl/ca/ca.csr -noout -text

3、生成 CA 自签【根证书】，即对签名申请进行自签生成证书。

输入 CA 秘钥文件、CA 根证书签名申请，输出 CA 自签根证书文件。

[centos@host ~ ]$ gmssl x509 -req -days 3650 -sm3 -signkey /data/ssl/ca/ca.key -in /data/ssl/ca/ca.csr -out /data/ssl/ca/ca.pem

Signature ok
subject=C = ch, ST = sd, L = qd, O = private, OU = zhangyi, CN = ca
Getting Private key

说明：

【openssl x509】表示制作自签证书。
【-req】表示输入文件的类型是证书签名申请；
【-days】表示证书的有效期，单位是天；
【-sm3】表示使用 SM3 加密算法进行签名；
【-signkey】表示签名秘钥的输入文件；
【-in】表示证书签名申请的输入文件；
【-out】表示证书的输出文件。

查看 CA 证书文件：

[centos@host ~ ]$ gmssl x509 -in /data/ssl/ca/ca.pem -noout -text

4、导出 CA【 PKCS12 证书】。

输入 CA 自签的 CA 证书文件、CA 秘钥，输出 CA PKCS12 证书。

操作过程：设置 PKCS12 证书口令。

[centos@host ~ ]$ gmssl pkcs12 -export -in /data/ssl/ca/ca.pem -inkey /data/ssl/ca/ca.key -out /data/ssl/ca/ca.p12 -name ca

Enter Export Password:
Verifying - Enter Export Password:

说明：

【openssl pkcs12】表示制作 PKCS12 证书。
【-export 】表示导出 PKCS12 证书；
【-in】表示签名证书的输入文件；
【-inkey】表示秘钥的输入文件；
【-name】表示 PKCS12 证书的别名；
【-out】表示 PKCS12 证书的输出文件。

查看 CA PKCS12 证书文件（需要输入 CA PKCS12 证书口令）：

[centos@host ~ ]$ gmssl pkcs12 -in /data/ssl/ca/ca.p12 -info
Enter Import Password:
......

Enter PEM pass phrase:
Verifying - Enter PEM pass phrase:
......

5、查看 CA 产生的全部文件。

[centos@host ~ ]$ ls /data/ssl/ca/
ca.csr  ca.key  ca.p12  ca.pem

1.2.第二阶段：制作服务器证书

1、制作服务器【秘钥】。

[centos@host ~ ]$ gmssl ecparam -genkey -name sm2p256v1 -out /data/ssl/server/server.key

说明：

【openssl ecparam】表示制作秘钥。
【-genkey】表示生成一个 EC 秘钥；
【-name】表示 EC 密码的算法。
【-out】表示秘钥的输出文件。

查看服务器秘钥文件：

[centos@host ~ ] gmssl ec -in /data/ssl/server/server.key

2、制作服务器【证书签名申请】。

输入服务器秘钥文件，输出服务器证书签名申请文件。

操作过程：验证服务器秘钥口令 => 设置国家名称 => 设置省份名称 => 设置城市名称 => 设置组织机构名称 => 设置组织单元名称 => 设置证书名称 => 设置电子邮件地址和扩展属性（密码提示信息和可选的公司名称）。

[centos@host ~ ]$ gmssl req -new -key /data/ssl/server/server.key -out /data/ssl/server/server.csr

Enter pass phrase for /data/ssl/server/server.key:
You are about to be asked to enter information that will be incorporated
into your certificate request.
What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN.
There are quite a few fields but you can leave some blank
For some fields there will be a default value,
If you enter '.', the field will be left blank.
-----
Country Name (2 letter code) [XX]:ch
State or Province Name (full name) []:sd
Locality Name (eg, city) [Default City]:qd
Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:private
Organizational Unit Name (eg, section) []:zhangyi
Common Name (eg, your name or your server's hostname) []:192.168.216.128
Email Address []:

Please enter the following 'extra' attributes
to be sent with your certificate request
A challenge password []:
An optional company name []:

说明：

【openssl req】表示制作证书签名申请。
【-new】表示生成证书请求文件；
【-key】表示秘钥的输入文件；
【-out】表示证书签名申请的输出文件。

注意：【Common Name】应为服务器的 IP 地址或者 DNS（如：192.168.216.128 或者 localhost）。在在 Web 容器配置后，当客户端使用 HTTPS 协议访问时，如果域名与【Common Name】不一致，则会进行风险提示。

查看服务器证书申请文件：

[centos@host ~ ]$ gmssl req -in /data/ssl/server/server.csr -noout -text

3、生成 CA 签名的服务器【证书】，即 CA 对服务器签名申请进行签名生成服务器证书。

输入 CA 根证书文件、 CA 秘钥文件、服务器证书签名申请，输出 CA 签名的服务器证书文件。

[centos@host ~ ]$ gmssl x509 -req -days 3650 -sm3 -CA /data/ssl/ca/ca.pem -CAkey /data/ssl/ca/ca.key -CAcreateserial -in /data/ssl/server/server.csr -out /data/ssl/server/server.pem

Signature ok
subject=C = ch, ST = sd, L = qd, O = private, OU = zhangyi, CN = 192.168.216.128
Getting CA Private Key

说明：

【openssl x509】表示制作 CA 签名的证书。
【-req】表示输入文件的类型是证书签名申请；
【-days】表示证书的有效期，单位是天；
【-sm3】表示使用 SM3 加密算法进行签名；
【-CA】表示 CA 根证书的输入文件；
【-CAkey】表示 CA 秘钥的输入文件；
【-CAcreateserial】表示如果 CA 序列号文件不存在自动创建；
【-in】表示证书签名申请的输入文件；
【-out】表示证书的输出文件。

查看服务器证书文件：

[centos@host ~ ]$ gmssl x509 -in /data/ssl/server/server.pem -noout -text

使用 CA 证书验证服务器证书文件：

[centos@host ~ ]$ gmssl verify -CAfile /data/ssl/ca/ca.pem /data/ssl/server/server.pem
/data/ssl/server/server.pem: OK

4、导出服务器【 PKCS12 证书】。

输入 CA 签名的服务器证书文件、服务器秘钥，输出服务器 PKCS12 证书。

操作过程：设置 PKCS12 证书口令。

[centos@host ~ ]$ gmssl pkcs12 -export -in /data/ssl/server/server.pem -inkey /data/ssl/server/server.key -out /data/ssl/server/server.p12 -name https_cert

Enter Export Password:
Verifying - Enter Export Password:

说明：

【openssl pkcs12】表示制作 PKCS12 证书。
【-export 】表示导出 PKCS12 证书；
【-in】表示签名证书的输入文件；
【-inkey】表示秘钥的输入文件；
【-name】表示 PKCS12 证书的别名；
【-out】表示 PKCS12 证书的输出文件。

查看服务器 PKCS12 证书文件（需要输入服务器 PKCS12 证书口令）：

[centos@host ~ ]$ gmssl pkcs12 -in /data/ssl/server/server.p12 -info
Enter Import Password:
......

Enter PEM pass phrase:
Verifying - Enter PEM pass phrase:
......

5、查看服务器产生的全部文件。

[centos@host ~ ]$ ls /data/ssl/server
server.csr  server.key  server.p12  server.pem

1.3.第三阶段：制作客户端证书（双向认证时使用）

1、制作客户端【秘钥】。

[centos@host ~ ]$ gmssl ecparam -genkey -name sm2p256v1 -out /data/ssl/client/client.key

说明：

【openssl ecparam】表示制作秘钥。
【-genkey】表示生成一个 EC 秘钥；
【-name】表示 EC 密码的算法。
【-out】表示秘钥的输出文件。

查看客户端秘钥文件：

[centos@host ~ ] gmssl ec -in /data/ssl/client/client.key

2、制作客户端【证书签名申请】。

输入客户端秘钥文件，输出客户端证书签名申请文件。

操作过程：验证客户端秘钥口令 => 设置国家名称 => 设置省份名称 => 设置城市名称 => 设置组织机构名称 => 设置组织单元名称 => 设置证书名称 => 设置电子邮件地址和扩展属性（密码提示信息和可选的公司名称）。

[centos@host ~ ]$ gmssl req -new -key /data/ssl/client/client.key -out /data/ssl/client/client.csr

nter pass phrase for /data/ssl/client/client.key:
You are about to be asked to enter information that will be incorporated
into your certificate request.
What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN.
There are quite a few fields but you can leave some blank
For some fields there will be a default value,
If you enter '.', the field will be left blank.
-----
Country Name (2 letter code) [XX]:ch
State or Province Name (full name) []:sd
Locality Name (eg, city) [Default City]:qd
Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:private
Organizational Unit Name (eg, section) []:zhangyi
Common Name (eg, your name or your server's hostname) []:https_client
Email Address []:

Please enter the following 'extra' attributes
to be sent with your certificate request
A challenge password []:
An optional company name []:

说明：

【openssl req】表示制作证书签名申请。
【-new】表示生成证书请求文件；
【-key】表示秘钥的输入文件；
【-out】表示证书签名申请的输出文件。

注意：【Common Name】应为客户端的统一标识。

查看客户端证书申请文件：

[centos@host ~ ]$ gmssl req -in /data/ssl/client/client.csr -noout -text

3、生成 CA 签名的客户端【证书】，即 CA 对客户端签名申请进行签名生成客户端证书。

输入 CA 根证书文件、 CA 秘钥文件、客户端证书签名申请，输出 CA 签名的客户端证书文件。

[centos@host ~ ]$ gmssl x509 -req -days 3650 -sm3 -CA /data/ssl/ca/ca.pem -CAkey /data/ssl/ca/ca.key -CAcreateserial -in /data/ssl/client/client.csr -out /data/ssl/client/client.pem

Signature ok
subject=C = ch, ST = sd, L = qd, O = private, OU = zhangyi, CN = https_client
Getting CA Private Key

说明：

【openssl x509】表示制作 CA 签名的证书。
【-req】表示输入文件的类型是证书签名申请；
【-days】表示证书的有效期，单位是天；
【-sm3】表示使用 SM3 加密算法进行签名；
【-CA】表示 CA 根证书的输入文件；
【-CAkey】表示 CA 秘钥的输入文件；
【-CAcreateserial】表示如果 CA 序列号文件不存在自动创建；
【-in】表示证书签名申请的输入文件；
【-out】表示证书的输出文件。

查看客户端证书文件：

[centos@host ~ ]$ gmssl x509 -in /data/ssl/client/client.pem -noout -text

使用 CA 证书验证服务器证书文件：

[centos@host ~ ]$ gmssl verify -CAfile /data/ssl/ca/ca.pem /data/ssl/client/client.pem
/data/ssl/client/client.pem: OK

4、导出客户端【 PKCS12 证书】。

输入 CA 签名的客户端证书文件、客户端秘钥，输出客户端 PKCS12 证书。

操作过程：设置 PKCS12 证书口令。

[centos@host ~ ]$ gmssl pkcs12 -export -in /data/ssl/client/client.pem -inkey /data/ssl/client/client.key -out /data/ssl/client/client.p12 -name https_client

Enter Export Password:
Verifying - Enter Export Password:

说明：

【openssl pkcs12】表示制作 PKCS12 证书。
【-export 】表示导出 PKCS12 证书；
【-in】表示签名证书的输入文件；
【-inkey】表示秘钥的输入文件；
【-name】表示 PKCS12 证书的别名；
【-out】表示 PKCS12 证书的输出文件。

查看客户端 PKCS12 证书文件（需要输入服务器 PKCS12 证书口令）：

[centos@host ~ ]$ gmssl pkcs12 -in /data/ssl/client/client.p12 -info
Enter Import Password:
......

Enter PEM pass phrase:
Verifying - Enter PEM pass phrase:
......

5、查看客户端产生的全部文件。

[centos@host ~ ]$ ls /data/ssl/client
client.csr  client.key  client.p12  client.pem

2.Web 容器配置 HTTPS 站点

2.1.Tomcat 配置方案

1、安装并配置 Tomcat 。

[centos@host ~]$ sudo tar zxvf apache-tomcat-9.0.34.tar.gz -C /usr/local
[centos@host ~]$ sudo mv /usr/local/apache-tomcat-9.0.34 /usr/local/tomcat-9.0.34
[centos@host ~]$ sudo gedit /usr/local/tomcat-9.0.34/conf/server.xml

在文件中的增加以下配置并保存（服务器认证）：

在文件中的增加以下配置并保存（双向认证）：

2、启动/重新启动 Tomcat 。

[centos@host ~]$ sudo /usr/local/tomcat-9.0.34/bin/startup.sh

或者

[centos@host ~]$ sudo /usr/local/tomcat-9.0.34/bin/shutdown.sh && /usr/local/tomcat-9.0.34/bin/startup.sh

2.2.Nginx 配置方案

1、安装并配置 Nginx 。

[centos@host ~]$ sudo dnf install make gcc pcre pcre-devel zlib zlib-devel openssl openssl-devel
[centos@host ~]$ tar -zxvf nginx-1.18.0.tar.gz
[centos@host ~]$ cd nginx-1.18.0
[centos@host nginx-1.18.0]$ ./configure  --with-http_ssl_module
[centos@proxy-1 nginx-1.18.0]$ make
[centos@proxy-1 nginx-1.18.0]$ sudo make install
[centos@host ~]$ sudo gedit /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

在文件中的增加以下配置并保存：

http {
    server {
        listen       80;
        listen       443 ssl;

        server_name  localhost;

        # 服务器签名证书文件
        ssl_certificate      /data/ssl/server/server.pem;
        # 服务器秘钥文件
        ssl_certificate_key  /data/ssl/server/server.key;

        # 开启客户端证书认证（双向认证）
        # ssl_verify_client on; 
        # CA 证书（双向认证）
        # ssl_client_certificate /data/ssl/ca/ca.pem;
        

        ssl_session_cache    shared:SSL:1m;
        ssl_session_timeout  5m;
        ssl_ciphers  HIGH:!aNULL:!MD5;
        ssl_prefer_server_ciphers  on;

        location / {
            ...
        }
    }
}

2、启动/重新启动 Nginx 服务器。

[centos@host ~]$ sudo /usr/local/nginx/sbin/nginx

或者

[centos@host ~]$ sudo /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload

2.3.Apache Httpd 配置方案

1、安装并配置 Apache Httpd。

[centos@host ~]$ sudo dnf install httpd
[centos@host ~]$ sudo dnf install mod_ssl openssl
[centos@host ~]$ sudo setenforce 0
[centos@host ~]$ sudo gedit /etc/httpd/conf.d/ssl.conf

在文件中的编辑以下配置并保存：

# 监听端口
Listen 443 https
# Https 根路径
DocumentRoot "/var/www/html"
# 服务器域名
ServerName localhost
# 服务器签名证书文件
SSLCertificateFile /data/ssl/server/server.pem
# 服务器秘钥文件
SSLCertificateKeyFile /data/ssl/server/server.key

# 开启客户端证书认证（双向认证）
# SSLVerifyClient require  

# CA 证书（双向认证）
# SSLCACertificateFile  /data/ssl/ca/ca.pem

2、启动/重新启动 Apache Httpd 服务器。

[centos@host ~]$ sudo systemctl start httpd.service

或者

[centos@host ~]$ sudo systemctl restart httpd.service

3.客户端配置

3.1.安装 CA 机构证书

第1步

第2步

第3步

第4步

第5步

第6步

3.2.安装客户端 PKCS12 证书（双向认证使用）

1、参照章节"3.1.安装 CA 机构证书"，安装 CA 机构证书。

2、安装客户端 PKCS12 证书。

第1步

第2步

第3步

第4步

第5步

第6步

3.3.常见问题

1、浏览器在地址栏中输入【https://127.0.0.1:8443】。

浏览器提示 "各个网站通过证书证明自己的身份。Firefox 不能信任此网站，它使用的证书对 127.0.0.1:8443 无效。"

原因：访问的 IP 和 DNS 如果与服务器证书的【Common Name】属性不一致。

解决：使用服务器证书认定的 IP 和 DNS 访问网站，本例中服务器证书的【Common Name】属性为 "192.168.216.128"，因此应该在地址栏中输入【https://192.168.216.128:8443】。

2、浏览器在地址栏中输入【https://192.168.216.128:8443】。

浏览器提示 "各个网站通过证书证明自己的身份。Firefox 不信任 192.168.216.128:8443，因其证书颁发者未知，证书是自签的，或者服务器未发送正确的中间证书。"

原因：浏览器没有安装 CA 机构的根证书。

解决：参照章节"3.1.安装 CA 机构证书"，安装 CA 机构证书。

3、浏览器在地址栏中输入【https://192.168.216.128:8443】。

浏览器提示 "连接到 192.168.216.128:8443 时发生错误。SSL 对等端无法核实您的证书。"

原因：浏览器没有安装客户端的 PKCS12 证书。

解决：参照章节"安装客户端 PKCS12 证书"，安装客户端 PKCS12 证书。

后记一：SSL 和 HTTPS 的概念和工作原理

1、SSL 协议

SSL（Secure Sockets Layer 安全套接字协议）是为网络通信提供安全及数据完整性的一种安全协议。SSL 在传输层与应用层之间对网络连接进行加密。

SSL协议本身可以分为两层：

底层为SSL记录协议（SSL record protocol）；
上层为SSL握手协议（SSL handshake protocol）、SSL密码变化协议（SSL change cipher spec protocol）和SSL警告协议（SSL alert protocol）。

1）SSL握手协议：是SSL协议非常重要的组成部分，用来协商通信过程中使用的加密套件（对称加密算法、密钥交换算法和MAC算法等）、在服务器和客户端之间安全地交换密钥，实现服务器和客户端的身份验证。客户端和服务器通过握手协议建立一个会话。会话包含一组参数，主要有会话ID、对方的证书、加密套件（包括密钥交换算法、数据加密算法和MAC算法）及主密钥。

2）SSL密码变化协议：客户端和服务器端通过密码变化协议通知对端，随后的报文都将使用新协商的加密套件和密钥进行保护和传输。

3）SSL警告协议：用来允许一方向另一方报告告警信息。消息中包含告警的严重级别和描述。

4）SSL记录协议：主要负责对上层的数据进行分块、计算并添加MAC、加密，最后把记录块传输给对方。

2、HTTPS 协议

HTTPS 是超文本传输安全协议是一种网络安全传输协议。常见的HTTP 协议采用明文传输数据，隐私信息安全性较差；而 HTTPS 协议利用 SSL 来加密数据包，提供对网络服务器的身份认证，能够保护传输的隐私信息，提高数据安全性和完整性。

HTTPS协议和HTTP协议的主要区别：

HTTPS 需要向 CA 认证机构申请证书。
HTTPS 是 HTTP+SSL 组成的加密传输、身份认证的网络协议，比 HTTP 根据安全。
HTTP 是明文传输协议，HTTPS 则是具有安全性的 SSL 加密传输协议。
HTTP 和 HTTPS 使用的是完全不同的连接方式，默认的服务端口也不同，HTTP 使用 80 端口，HTTPS 则使用 443 端口。

3、SSL 证书

HTTPS 的核心设计是在数据传输之前的握手，握手过程中确定了数据 非对称加密算法 的密码。在握手过程中网站会向浏览器发送 SSL 证书，SSL 证书是一个支持 HTTPS 网站的身份证明，SSL 证书里面包含了网站的域名，证书有效期，证书的颁发机构以及用于加密传输密码的公钥等信息。

非对称加密算法：非对称加密算法需要两个密钥：公开密钥（PublicKey:简称公钥）和私有密钥（PrivateKey:简称私钥）。公钥与私钥是一对，如果用公钥对数据进行加密，只有用对应的私钥才能解密。

由于公钥加密的密码只能被在申请证书时生成的私钥解密，因此浏览器在生成密码之前需要先核对当前访问的域名与证书上绑定的域名是否一致，同时还要对证书的颁发机构进行验证，如果验证失败浏览器会给出证书错误的提示。

SSL 证书的文件格式遵循 X.509标准，是一种PKI（Public Key Infrastructure，公钥基础结构）证书，主要负责负责传输公钥。

4、HTTPS 的工作原理

HTTPS 在传输数据之前需要客户端（浏览器）与服务端（网站）之间进行一次握手，在握手过程中将确立双方加密传输数据的密码信息。握手过程的具体描述如下：

1）浏览器将自己支持的一套加密规则发送给网站。

2）网站从中选出一组加密算法与 HASH 值算法，并将自己的身份信息以证书的形式发回给浏览器。证书里面包含了网站地址，加密公钥，以及证书的颁发机构等信息。

3）浏览器获得网站证书之后浏览器要做以下工作：
① 验证证书的合法性（颁发证书的机构是否合法，证书中包含的网站地址是否与正在访问的地址一致等），如果证书受信任，则浏览器栏里面会显示一个小锁头，否则会给出证书不受信的提示。
② 如果证书受信任，或者是用户接受了不受信的证书，浏览器会生成一串随机数的密码，并用证书中提供的公钥加密。
③ 使用约定好的 HASH 值算法计算握手消息，并使用生成的随机数对消息进行加密，最后将之前生成的所有信息发送给网站。

4）网站接收浏览器发来的数据之后要做以下的操作：
① 使用自己的私钥将信息解密取出密码，使用密码解密浏览器发来的握手消息，并验证HASH是否与浏览器发来的一致。
② 使用密码加密一段握手消息，发送给浏览器。

5）浏览器解密并计算握手消息的 HASH 值，如果与服务端发来的 HASH 值一致，此时握手过程结束，之后所有的通信数据将由之前浏览器生成的随机密码并利用对称加密算法进行加密。

HTTPS对应的通信时序图如下：

浏览器与网站互相发送加密的握手消息并验证，目的是为了保证双方都获得了一致的密码，并且可以正常的加密解密数据，为后续真正数据的传输做一次测试。

RedHat/CentOS7【GmSSL】制作国密算法自签证书和 HTTPS 配置

1.GmSSL 制作自签证书

1.1.第一阶段：制作 CA 根证书

1.2.第二阶段：制作服务器证书

1.3.第三阶段：制作客户端证书（双向认证时使用）

2.Web 容器配置 HTTPS 站点

2.1.Tomcat 配置方案

2.2.Nginx 配置方案

2.3.Apache Httpd 配置方案

3.客户端配置

3.1.安装 CA 机构证书

3.2.安装客户端 PKCS12 证书（双向认证使用）

3.3.常见问题

后记一：SSL 和 HTTPS 的概念和工作原理

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