SSL之mkcert构建本地自签名

1. 什么是SSL

SSL（Secure Sockets Layer，安全套接层）是一种加密通信协议，最早由Netscape Communications公司于1994年提出。它的主要目的是为网络通信提供安全性，防止数据在传输过程中被窃听、篡改或伪造。SSL技术的核心是公钥加密与私钥解密，在此基础上，发展出了TLS（Transport Layer Security，传输层安全）协议，成为现代网络通信的基础安全手段。

• 目前大部分生产环境都已经使用SSL，SSL证书一般有如下方法获取：
  • SSL服务商购买、免费SSL服务商通过HTTP验证/API验证、自签SSL证书。
  • SSL服务商购买后一般需要域名邮箱或者域名持有人邮箱验证，而免费SSL服务商一般需要通过HTTP验证或API方式生成DNS记录进行验证。
  • 免费的SSL证书需要HTTP验证，在本地或者局域网内这个显然时无法进行，当然API方式是一个不错的方法，生成的SSL证书既是信任的还免费，但是不适应于所有情况。
  • 自签可以生成任意域名或IP的SSL证书，只不过是不信任的，需要自行将该CA加入信任。自签SSL一般需要使用openssl命令步骤比较繁琐，今天我们借助mkcert工具来一键生成SSL证书并且信任该CA。

2. mkcert：快速生成自签名证书

在实际应用中，为了确保网络安全，往往需要为网站或服务颁发证书。然而，购买证书的过程较为繁琐，且费用较高。为了解决这一问题，开发者推出了mkcert这个开源工具。
mkcert是一个基于Let’s Encrypt证书颁发机构的命令行工具，可以快速为个人或小型网站生成自签名证书。它支持Windows、macOS和Linux平台，操作简单，只需一键即可生成证书。

2.1 mkcert的工作流程如下：

1. 安装mkcert：通过npm或Git安装mkcert库。
2. 生成证书：在命令行中执行mkcert命令，为指定域名生成自签名证书。
3. 配置服务器：将生成的证书配置到Web服务器上，如Nginx、Apache等。
4. 部署证书：重启服务器，即可实现加密通信。
   

2.2 window 本地实现自签证书

2.2.1 下载安装

• github 地址

• 选择 window-amd64.exe 进行下载
• 版本说明
  • darwin-xxx64 为 macOS 版本
  • linux-xxx64 为 linux 版本
  • xxx-amd64 为 amd 软件架构版本
    • 软件架构软件与 笔记本的 cpu(intel 还是 amd) 没有关系,运行在 windows 平台
  • xxx-arm64 多用于移动端,android,ios,etc…
• 下载时注意你自己机器架构类型，大部分情况下win系统为amd64，极少部分为arm64。
• 直链获取,直接下载 windows-amd63
  

2.2.2 下载,生成本地 SSL

• 进入 mkcert.exe 目录下的 dos 页面
• 执行 mkcert.exe 或 mkcert.exe -help 验证是否安装

• 执行 mkcert.exe -install 安装本地 CA 认证证书

• 安装成功之后会在本地C:\Users\UserName\AppData\Local\mkcert 中生成以下两个密钥文件

• rootCA.pem 为密钥
• rootCA-key 为公钥
• 查找文件所在目录

• 按“Windows键+R”调出运行框，输入certmgr.msc命令。打开证书控制台。

2.2.3 生成 pem 自签证书,可供局域网内使用其他主机访问。

• 在 mkcert.exe 文件同级路径下生成证书文件与私钥文件

通过输出，我们可以看到成功生成了localhost+3.pem证书文件和localhost+3-key.pem私钥文件，只要在 web server 上使用这两个文件就可以了。

2.2.4 使用-psck12 生成*.p12 文件

• 默认密码为 changeit
  

2.3 SpringBoot 配置 SSL

2.3.1 基于证书文件与私钥文件

• 将公钥与私钥文件置于 resource 路径下(此处将证书文件与私钥文件进行更名)

• 在 application.yaml 文件中进行如下配置

server:
  ssl:
    #开启SSL支持
    enabled: true 
    #PEM编码的SSL证书文件的路径。
    certificate: classpath:./ssl/certificate.pem
    #SSL证书的PEM编码私钥文件的路径。
    certificate-private-key: classpath:./ssl/private-key.pem

• 编写测试接口

@RestController
public class HelloController {
    @GetMapping("/hello")
    public String hello() {
        return "Hello,SSL!";
    }
}

• 使用 httpclient 进行测试

GET https://localhost/hello

HTTP/1.1 200 
Content-Type: text/plain;charset=UTF-8
Content-Length: 10
Date: Tue, 16 Jan 2024 05:51:38 GMT
Keep-Alive: timeout=60
Connection: keep-alive

Hello,SSL!

Response code: 200; Time: 443ms; Content length: 10 bytes

• 浏览器访问

• 查看证书

2.3.2 基于 PKCS12 生成*.p12/*.ptx 文件

• mkcert -pkcs [args …]

• 密码为 changeit
• 将目标为文件更名为 keyStore.p12

• 见文件置于 springboot 工程 resource 目录下的

• 在主配置中指定候选配置

spring:
  profiles:
    active: p12 #指定application-p12.yaml文件生效

• 在 application-p12.yaml 中做如下配置

server:
  ssl:
    #开启SSL支持
    enabled: true
    #psck12证书路径(保存SSL证书的密钥存储的路径（通常是*.jks,*.pfx,*.p12文件）。)
    #坑点 文件路径不能出现数字,否则resource的URL解析失败
    key-store: classpath:ssl/pkcs/keyStore.p12
    #证书密码(用于访问密钥存储中的密钥的密码。)
    key-password: changeit
    #密钥存储的类型。
    key-store-type: PKCS12
  port: 443 #使用https默认端口
spring:
  application:
    name: ssl-p12-test  

• 编写测试接口

    //获取证书类型
    @Value(value = "${spring.application.name}")
    private String certificateType;

    @GetMapping("/hello")
    public String hello() {
        return "Hello,SSL of"+certificateType;
    }

• 启动服务,测试,首次启动 idea 会触发证书信任

• httpclient 请求结果

• 访问浏览器