HTTPS双向认证
双向认证，指的是客户端和服务器端都需要验证对方的身份，在建立HTTPS连接的过程中，握手的流程相对于单向认证多了几步。
单向认证的过程，客户端从服务器端下载服务器端公钥证书进行验证，然后建立安全通信通道。
双向通信流程，客户端除了需要从服务器端下载服务器的公钥证书进行验证外，还需要把客户端的公钥证书上传到服务器端给服务器端进行验证，等双方都认证通过了，才开始建立安全通信通道进行数据传输。
1. 原理
1.1 单向认证流程
单向认证流程中，服务器端保存着公钥证书和私钥两个文件，整个握手过程如下：
- 客户端发起建立HTTPS连接请求，将SSL协议版本的信息发送给服务器端；
- 服务器端将本机的公钥证书（server.crt）发送给客户端；
- 客户端读取公钥证书（server.crt），取出了服务端公钥；
- 客户端生成一个随机数（密钥R），用刚才得到的服务器公钥去加密这个随机数形成密文，发送给服务端；
- 服务端用自己的私钥（server.key）去解密这个密文，得到了密钥R
- 服务端和客户端在后续通讯过程中就使用这个密钥R进行通信了。
1.2 双向认证流程
- 客户端发起建立HTTPS连接请求，将SSL协议版本的信息发送给服务端；
- 服务器端将本机的公钥证书（server.crt）发送给客户端；
- 客户端读取公钥证书（server.crt），取出了服务端公钥；
- 客户端将客户端公钥证书（client.crt）发送给服务器端；
- 服务器端使用根证书（root.crt）解密客户端公钥证书，拿到客户端公钥；
- 客户端发送自己支持的加密方案给服务器端；
- 服务器端根据自己和客户端的能力，选择一个双方都能接受的加密方案，使用客户端的公钥加密后发送给客户端；
- 客户端使用自己的私钥解密加密方案，生成一个随机数R，使用服务器公钥加密后传给服务器端；
- 服务端用自己的私钥去解密这个密文，得到了密钥R
- 服务端和客户端在后续通讯过程中就使用这个密钥R进行通信了。
2. 证书准备
整个双向认证的流程需要六个证书文件：
- 服务器端公钥证书：server.crt
- 服务器端私钥文件：server.key
- 根证书：root.crt
- 客户端公钥证书：client.crt
- 客户端私钥文件：client.key
- 客户端集成证书（包括公钥和私钥，用于浏览器访问场景）：client.p12
3. 自签名证书
生成这一些列证书之前，我们需要先生成一个CA根证书，然后由这个CA根证书颁发服务器公钥证书和客户端公钥证书。为了验证根证书颁发验证客户端证书这个逻辑，我们使用根证书生成两套不同的客户端证书，然后同时用两个客户端证书来发送请求，看服务器端是否都能识别。下面是证书生成的内在逻辑示意图：
3.1生成自签名根证书
（1）创建根证书私钥：
openssl genrsa -out root.key 1024
（2）创建根证书请求文件：
openssl req -new -out root.csr -key root.key
后续参数请自行填写，下面是一个例子：
Country Name (2 letter code) [XX]:cn
State or Province Name (full name) []:bj
Locality Name (eg, city) [Default City]:bj
Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:alibaba
Organizational Unit Name (eg, section) []:test
Common Name (eg, your name or your servers hostname) []:root
Email Address []:a.alibaba.com
A challenge password []:
An optional company name []:
（3）创建根证书：
openssl x509 -req -in root.csr -out root.crt -signkey root.key -CAcreateserial -days 3650
在创建证书请求文件的时候需要注意三点，下面生成服务器请求文件和客户端请求文件均要注意这三点： 根证书的Common Name填写root就可以，所有客户端和服务器端的证书这个字段需要填写域名，一定要注意的是，根证书的这个字段和客户端证书、服务器端证书不能一样； 其他所有字段的填写，根证书、服务器端证书、客户端证书需保持一致最后的密码可以直接回车跳过。
经过上面三个命令行，我们最终可以得到一个签名有效期为10年的根证书root.crt，后面我们可以用这个根证书去颁发服务器证书和客户端证书。
3.2 生成自签名服务器端证书
（1）生成服务器端证书私钥：
openssl genrsa -out server.key 1024
（2） 生成服务器证书请求文件，过程和注意事项参考根证书，本节不详述：
openssl req -new -out server.csr -key server.key
（3） 生成服务器端公钥证书
openssl x509 -req -in server.csr -out server.crt -signkey server.key -CA root.crt -CAkey root.key -CAcreateserial -days 3650
经过上面的三个命令，我们得到：
server.key：服务器端的密钥文件 server.crt：有效期十年的服务器端公钥证书，使用根证书和服务器端私钥文件一起生成
3.3 生成自签名客户端证书
（1）生成客户端证书密钥：
openssl genrsa -out client.key 1024
openssl genrsa -out client2.key 1024
（2） 生成客户端证书请求文件，过程和注意事项参考根证书，本节不详述：
openssl req -new -out client.csr -key client.key
openssl req -new -out client2.csr -key client2.key
（3） 生客户端证书
openssl x509 -req -in client.csr -out client.crt -signkey client.key -CA root.crt -CAkey root.key -CAcreateserial -days 3650
openssl x509 -req -in client2.csr -out client2.crt -signkey client2.key -CA root.crt -CAkey root.key -CAcreateserial -days 3650
（4） 生客户端p12格式证书，需要输入一个密码，选一个好记的，比如123456
openssl pkcs12 -export -clcerts -in client.crt -inkey client.key -out client.p12
openssl pkcs12 -export -clcerts -in client2.crt -inkey client2.key -out client2.p12
重复使用上面的命令，得到两套客户端证书：
- client.key / client2.key：客户端的私钥文件
- client.crt / client2.key：有效期十年的客户端证书
使用根证书和客户端私钥一起生成 client.p12/client2.p12，这个证书文件包含客户端的公钥和私钥，主要用来给浏览器访问
参考资料：
https://help.aliyun.com/zh/api-gateway/user-guide/mutual-tls-authentication