Java加密技术（十）——单向认证

    在 Java 加密技术（九）中，我们使用自签名证书完成了认证。接下来，我们使用第三方CA签名机构完成证书签名。
    这里我们使用 thawte提供的测试用21天免费ca证书。
    1.要在该网站上注明你的域名，这里使用 www.zlex.org作为测试用域名（ 请勿使用该域名作为你的域名地址，该域名受法律保护！请使用其他非注册域名！）。
    2.如果域名有效，你会收到邮件要求你访问 https://www.thawte.com/cgi/server/try.exe获得ca证书。
    3.复述密钥库的创建。
   

keytool -genkey -validity 36000 -alias www.zlex.org -keyalg RSA -keystore d:\zlex.keystore

在这里我使用的密码为 123456

控制台输出：

输入keystore密码：
再次输入新密码:
您的名字与姓氏是什么？
  [Unknown]：  www.zlex.org
您的组织单位名称是什么？
  [Unknown]：  zlex
您的组织名称是什么？
  [Unknown]：  zlex
您所在的城市或区域名称是什么？
  [Unknown]：  BJ
您所在的州或省份名称是什么？
  [Unknown]：  BJ
该单位的两字母国家代码是什么
  [Unknown]：  CN
CN=www.zlex.org, OU=zlex, O=zlex, L=BJ, ST=BJ, C=CN 正确吗？
  [否]：  Y

输入<tomcat>的主密码
        （如果和 keystore 密码相同，按回车）：
再次输入新密码:

    4.通过如下命令，从zlex.keystore中导出CA证书申请。
   

keytool -certreq -alias www.zlex.org -file d:\zlex.csr -keystore d:\zlex.keystore -v

你会获得zlex.csr文件，可以用记事本打开，内容如下格式：

-----BEGIN NEW CERTIFICATE REQUEST-----
MIIBnDCCAQUCAQAwXDELMAkGA1UEBhMCQ04xCzAJBgNVBAgTAkJKMQswCQYDVQQHEwJCSjENMAsG
A1UEChMEemxleDENMAsGA1UECxMEemxleDEVMBMGA1UEAxMMd3d3LnpsZXgub3JnMIGfMA0GCSqG
SIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQCR6DXU9Mp+mCKO7cv9JPsj0n1Ec/GpM09qvhpgX3FNad/ZWSDc
vU77YXZSoF9hQp3w1LC+eeKgd2MlVpXTvbVwBNVd2HiQPp37ic6BUUjSaX8LHtCl7l0BIEye9qQ2
j8G0kak7e8ZA0s7nb3Ymq/K8BV7v0MQIdhIc1bifK9ZDewIDAQABoAAwDQYJKoZIhvcNAQEFBQAD
gYEAMA1r2fbZPtNx37U9TRwadCH2TZZecwKJS/hskNm6ryPKIAp9APWwAyj8WJHRBz5SpZM4zmYO
oMCI8BcnY2A4JP+R7/SwXTdH/xcg7NVghd9A2SCgqMpF7KMfc5dE3iygdiPu+UhY200Dvpjx8gmJ
1UbH3+nqMUyCrZgURFslOUY=
-----END NEW CERTIFICATE REQUEST-----

    5.将上述文件内容拷贝到 https://www.thawte.com/cgi/server/try.exe中，点击next，获得回应内容，这里是p7b格式。
内容如下：

-----BEGIN PKCS7-----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-----END PKCS7-----

将其存储为zlex.p7b
    6.将由CA签发的证书导入密钥库。
   

keytool -import -trustcacerts -alias www.zlex.org -file d:\zlex.p7b -keystore d:\zlex.keystore -v

在这里我使用的密码为 123456

    控制台输出：

输入keystore密码：

回复中的最高级认证：

所有者:CN=Thawte Test CA Root, OU=TEST TEST TEST, O=Thawte Certification, ST=FOR
 TESTING PURPOSES ONLY, C=ZA
签发人:CN=Thawte Test CA Root, OU=TEST TEST TEST, O=Thawte Certification, ST=FOR
 TESTING PURPOSES ONLY, C=ZA
序列号:0
有效期: Thu Aug 01 08:00:00 CST 1996 至Fri Jan 01 05:59:59 CST 2021
证书指纹:
         MD5:5E:E0:0E:1D:17:B7:CA:A5:7D:36:D6:02:DF:4D:26:A4
         SHA1:39:C6:9D:27:AF:DC:EB:47:D6:33:36:6A:B2:05:F1:47:A9:B4:DA:EA
         签名算法名称:MD5withRSA
         版本: 3

扩展:

#1: ObjectId: 2.5.29.19 Criticality=true
BasicConstraints:[
  CA:true
  PathLen:2147483647
]


... 是不可信的。 还是要安装回复？ [否]：  Y
认证回复已安装在 keystore中
[正在存储 d:\zlex.keystore]

    7.域名定位
    将域名www.zlex.org定位到本机上。打开C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts文件，将www.zlex.org绑定在本机上。在文件末尾追加127.0.0.1       www.zlex.org。现在通过地址栏访问http://www.zlex.org，或者通过ping命令，如果能够定位到本机，域名映射就搞定了。

    8.配置server.xml

<Connector
			keystoreFile="conf/zlex.keystore"
			keystorePass="123456" 
			truststoreFile="conf/zlex.keystore"    
			truststorePass="123456"     
			SSLEnabled="true"
			URIEncoding="UTF-8"
			clientAuth="false"			
			maxThreads="150"
			port="443"
			protocol="HTTP/1.1"
			scheme="https"
			secure="true"
			sslProtocol="TLS" />

将文件 zlex.keystore拷贝到tomcat的 conf目录下，重新启动tomcat。访问 https://www.zlex.org/，我们发现联网有些迟钝。大约5秒钟后，网页正常显示，同时有如下图所示：

浏览器验证了该CA机构的有效性。

打开证书，如下图所示：


调整测试类：

import static org.junit.Assert.*;

import java.io.DataInputStream;
import java.io.InputStream;
import java.net.URL;

import javax.net.ssl.HttpsURLConnection;

import org.junit.Test;

/**
 * 
 * @author 梁栋
 * @version 1.0
 * @since 1.0
 */
public class CertificateCoderTest {
	private String password = "123456";
	private String alias = "www.zlex.org";
	private String certificatePath = "d:/zlex.cer";
	private String keyStorePath = "d:/zlex.keystore";

	@Test
	public void test() throws Exception {
		System.err.println("公钥加密——私钥解密");
		String inputStr = "Ceritifcate";
		byte[] data = inputStr.getBytes();

		byte[] encrypt = CertificateCoder.encryptByPublicKey(data,
				certificatePath);

		byte[] decrypt = CertificateCoder.decryptByPrivateKey(encrypt,
				keyStorePath, alias, password);
		String outputStr = new String(decrypt);

		System.err.println("加密前: " + inputStr + "\n\r" + "解密后: " + outputStr);

		// 验证数据一致
		assertArrayEquals(data, decrypt);

		// 验证证书有效
		assertTrue(CertificateCoder.verifyCertificate(certificatePath));

	}

	@Test
	public void testSign() throws Exception {
		System.err.println("私钥加密——公钥解密");

		String inputStr = "sign";
		byte[] data = inputStr.getBytes();

		byte[] encodedData = CertificateCoder.encryptByPrivateKey(data,
				keyStorePath, alias, password);

		byte[] decodedData = CertificateCoder.decryptByPublicKey(encodedData,
				certificatePath);

		String outputStr = new String(decodedData);
		System.err.println("加密前: " + inputStr + "\n\r" + "解密后: " + outputStr);
		assertEquals(inputStr, outputStr);

		System.err.println("私钥签名——公钥验证签名");
		// 产生签名
		String sign = CertificateCoder.sign(encodedData, keyStorePath, alias,
				password);
		System.err.println("签名:\r" + sign);

		// 验证签名
		boolean status = CertificateCoder.verify(encodedData, sign,
				certificatePath);
		System.err.println("状态:\r" + status);
		assertTrue(status);

	}

	@Test
	public void testHttps() throws Exception {
		URL url = new URL("https://www.zlex.org/examples/");
		HttpsURLConnection conn = (HttpsURLConnection) url.openConnection();

		conn.setDoInput(true);
		conn.setDoOutput(true);

		CertificateCoder.configSSLSocketFactory(conn, password, keyStorePath,
				keyStorePath);

		InputStream is = conn.getInputStream();

		int length = conn.getContentLength();

		DataInputStream dis = new DataInputStream(is);
		byte[] data = new byte[length];
		dis.readFully(data);

		dis.close();
		conn.disconnect();
		System.err.println(new String(data));
	}
}

再次执行，验证通过！
由此，我们了基于SSL协议的认证过程。测试类的testHttps方法模拟了一次浏览器的HTTPS访问。



相关链接：
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Java加密技术（三）——PBE算法
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Java加密技术（五）——非对称加密算法的由来
Java加密技术（六）——数字签名算法DSA
Java加密技术（七）——非对称加密算法最高ECC
Java加密技术（八）——数字证书
Java加密技术（九）——初探SSL
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Java加密技术（十一）——双向认证
Java加密技术（十二）——*.PFX(*.p12)&个人信息交换文件