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。