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。 
   

Shell代码  

1. 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： 

Console代码  

1. 输入keystore密码：  
2. 再次输入新密码:  
3. 您的名字与姓氏是什么？  
4.   [Unknown]：  www.zlex.org  
5. 您的组织单位名称是什么？  
6.   [Unknown]：  zlex  
7. 您的组织名称是什么？  
8.   [Unknown]：  zlex  
9. 您所在的城市或区域名称是什么？  
10.   [Unknown]：  BJ  
11. 您所在的州或省份名称是什么？  
12.   [Unknown]：  BJ  
13. 该单位的两字母国家代码是什么  
14.   [Unknown]：  CN  
15. CN=www.zlex.org, OU=zlex, O=zlex, L=BJ, ST=BJ, C=CN 正确吗？  
16.   [否]：  Y  
17.   
18. 输入<tomcat>的主密码  
19.         （如果和 keystore 密码相同，按回车）：  
20. 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。 
   

Shell代码  

1. 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：

Text代码  

1. -----BEGIN NEW CERTIFICATE REQUEST-----  
2. MIIBnDCCAQUCAQAwXDELMAkGA1UEBhMCQ04xCzAJBgNVBAgTAkJKMQswCQYDVQQHEwJCSjENMAsG  
3. A1UEChMEemxleDENMAsGA1UECxMEemxleDEVMBMGA1UEAxMMd3d3LnpsZXgub3JnMIGfMA0GCSqG  
4. SIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQCR6DXU9Mp+mCKO7cv9JPsj0n1Ec/GpM09qvhpgX3FNad/ZWSDc  
5. vU77YXZSoF9hQp3w1LC+eeKgd2MlVpXTvbVwBNVd2HiQPp37ic6BUUjSaX8LHtCl7l0BIEye9qQ2  
6. j8G0kak7e8ZA0s7nb3Ymq/K8BV7v0MQIdhIc1bifK9ZDewIDAQABoAAwDQYJKoZIhvcNAQEFBQAD  
7. gYEAMA1r2fbZPtNx37U9TRwadCH2TZZecwKJS/hskNm6ryPKIAp9APWwAyj8WJHRBz5SpZM4zmYO  
8. oMCI8BcnY2A4JP+R7/SwXTdH/xcg7NVghd9A2SCgqMpF7KMfc5dE3iygdiPu+UhY200Dvpjx8gmJ  
9. 1UbH3+nqMUyCrZgURFslOUY=  
10. -----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：

Text代码  

1. -----BEGIN PKCS7-----  
2. MIIF3AYJKoZIhvcNAQcCoIIFzTCCBckCAQExADALBgkqhkiG9w0BBwGgggWxMIID  
3. EDCCAnmgAwIBAgIQA/mx/pKoaB+KGX2hveFU9zANBgkqhkiG9w0BAQUFADCBhzEL  
4. MAkGA1UEBhMCWkExIjAgBgNVBAgTGUZPUiBURVNUSU5HIFBVUlBPU0VTIE9OTFkx  
5. HTAbBgNVBAoTFFRoYXd0ZSBDZXJ0aWZpY2F0aW9uMRcwFQYDVQQLEw5URVNUIFRF  
6. U1QgVEVTVDEcMBoGA1UEAxMTVGhhd3RlIFRlc3QgQ0EgUm9vdDAeFw0wOTA1Mjgw  
7. MDIxMzlaFw0wOTA2MTgwMDIxMzlaMFwxCzAJBgNVBAYTAkNOMQswCQYDVQQIEwJC  
8. SjELMAkGA1UEBxMCQkoxDTALBgNVBAoTBHpsZXgxDTALBgNVBAsTBHpsZXgxFTAT  
9. BgNVBAMTDHd3dy56bGV4Lm9yZzCBnzANBgkqhkiG9w0BAQEFAAOBjQAwgYkCgYEA  
10. keg11PTKfpgiju3L/ST7I9J9RHPxqTNPar4aYF9xTWnf2Vkg3L1O+2F2UqBfYUKd  
11. 8NSwvnnioHdjJVaV0721cATVXdh4kD6d+4nOgVFI0ml/Cx7Qpe5dASBMnvakNo/B  
12. tJGpO3vGQNLO5292JqvyvAVe79DECHYSHNW4nyvWQ3sCAwEAAaOBpjCBozAMBgNV  
13. HRMBAf8EAjAAMB0GA1UdJQQWMBQGCCsGAQUFBwMBBggrBgEFBQcDAjBABgNVHR8E  
14. OTA3MDWgM6Axhi9odHRwOi8vY3JsLnRoYXd0ZS5jb20vVGhhd3RlUHJlbWl1bVNl  
15. cnZlckNBLmNybDAyBggrBgEFBQcBAQQmMCQwIgYIKwYBBQUHMAGGFmh0dHA6Ly9v  
16. Y3NwLnRoYXd0ZS5jb20wDQYJKoZIhvcNAQEFBQADgYEATPuxZbtJJSPmXvfrr1yz  
17. xqM06IwTZ6UU0lZRG7I0WufMjNMKdpn8hklUhE17mxAhGSpewLVVeLR7uzBLFkuC  
18. X7wMXxhoYdJZtNai72izU6Rd1oknao7diahvRxPK4IuQ7y2oZ511/4T4vgY6iRAj  
19. q4q76HhPJrVRL/sduaiu+gYwggKZMIICAqADAgECAgEAMA0GCSqGSIb3DQEBBAUA  
20. MIGHMQswCQYDVQQGEwJaQTEiMCAGA1UECBMZRk9SIFRFU1RJTkcgUFVSUE9TRVMg  
21. T05MWTEdMBsGA1UEChMUVGhhd3RlIENlcnRpZmljYXRpb24xFzAVBgNVBAsTDlRF  
22. U1QgVEVTVCBURVNUMRwwGgYDVQQDExNUaGF3dGUgVGVzdCBDQSBSb290MB4XDTk2  
23. MDgwMTAwMDAwMFoXDTIwMTIzMTIxNTk1OVowgYcxCzAJBgNVBAYTAlpBMSIwIAYD  
24. VQQIExlGT1IgVEVTVElORyBQVVJQT1NFUyBPTkxZMR0wGwYDVQQKExRUaGF3dGUg  
25. Q2VydGlmaWNhdGlvbjEXMBUGA1UECxMOVEVTVCBURVNUIFRFU1QxHDAaBgNVBAMT  
26. E1RoYXd0ZSBUZXN0IENBIFJvb3QwgZ8wDQYJKoZIhvcNAQEBBQADgY0AMIGJAoGB  
27. ALV9kG+Os6x/DOhm+tKUQfzVMWGhE95sFmEtkMMTX2Zi4n6i6BvzoReJ5njzt1LF  
28. cqu4EUk9Ji20egKKfmqRzmQFLP7+1niSdfJEUE7cKY40QoI99270PTrLjJeaMcCl  
29. +AYl+kD+RL5BtuKKU3PurYcsCsre6aTvjMcqpTJOGeSPAgMBAAGjEzARMA8GA1Ud  
30. EwEB/wQFMAMBAf8wDQYJKoZIhvcNAQEEBQADgYEAgozj7BkD9O8si2V0v+EZ/t7E  
31. fz/LC8y6mD7IBUziHy5/53ymGAGLtyhXHvX+UIE6UWbHro3IqVkrmY5uC93Z2Wew  
32. A/6edK3KFUcUikrLeewM7gmqsiASEKx2mKRKlu12jXyNS5tXrPWRDvUKtFC1uL9a  
33. 12rFAQS2BkIk7aU+ghYxAA==  
34. -----END PKCS7-----  

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

Shell代码  

1. 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： 

Console代码  

1. 输入keystore密码：  
2.   
3. 回复中的*认证：  
4.   
5. 所有者:CN=Thawte Test CA Root, OU=TEST TEST TEST, O=Thawte Certification, ST=FOR  
6.  TESTING PURPOSES ONLY, C=ZA  
7. 签发人:CN=Thawte Test CA Root, OU=TEST TEST TEST, O=Thawte Certification, ST=FOR  
8.  TESTING PURPOSES ONLY, C=ZA  
9. 序列号:0  
10. 有效期: Thu Aug 01 08:00:00 CST 1996 至Fri Jan 01 05:59:59 CST 2021  
11. 证书指纹:  
12.          MD5:5E:E0:0E:1D:17:B7:CA:A5:7D:36:D6:02:DF:4D:26:A4  
13.          SHA1:39:C6:9D:27:AF:DC:EB:47:D6:33:36:6A:B2:05:F1:47:A9:B4:DA:EA  
14.          签名算法名称:MD5withRSA  
15.          版本: 3  
16.   
17. 扩展:  
18.   
19. #1: ObjectId: 2.5.29.19 Criticality=true  
20. BasicConstraints:[  
21.   CA:true  
22.   PathLen:2147483647  
23. ]  
24.   
25.   
26. ... 是不可信的。 还是要安装回复？ [否]：  Y  
27. 认证回复已安装在 keystore中  
28. [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 

Xml代码  

1. <Connector  
2.     keystoreFile="conf/zlex.keystore"  
3.     keystorePass="123456"   
4.     truststoreFile="conf/zlex.keystore"      
5.     truststorePass="123456"       
6.     SSLEnabled="true"  
7.     URIEncoding="UTF-8"  
8.     clientAuth="false"            
9.     maxThreads="150"  
10.     port="443"  
11.     protocol="HTTP/1.1"  
12.     scheme="https"  
13.     secure="true"  
14.     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： 

Java代码  

1. import static org.junit.Assert.*;  
2.   
3. import java.io.DataInputStream;  
4. import java.io.InputStream;  
5. import java.net.URL;  
6.   
7. import javax.net.ssl.HttpsURLConnection;  
8.   
9. import org.junit.Test;  
10.   
11. /** 
12.  *  
13.  * @author 梁栋 
14.  * @version 1.0 
15.  * @since 1.0 
16.  */  
17. public class CertificateCoderTest {  
18.     private String password = "123456";  
19.     private String alias = "www.zlex.org";  
20.     private String certificatePath = "d:/zlex.cer";  
21.     private String keyStorePath = "d:/zlex.keystore";  
22.   
23.     @Test  
24.     public void test() throws Exception {  
25.         System.err.println("公钥加密——私钥解密");  
26.         String inputStr = "Ceritifcate";  
27.         byte[] data = inputStr.getBytes();  
28.   
29.         byte[] encrypt = CertificateCoder.encryptByPublicKey(data,  
30.                 certificatePath);  
31.   
32.         byte[] decrypt = CertificateCoder.decryptByPrivateKey(encrypt,  
33.                 keyStorePath, alias, password);  
34.         String outputStr = new String(decrypt);  
35.   
36.         System.err.println("加密前: " + inputStr + "\n\r" + "解密后: " + outputStr);  
37.   
38.         // 验证数据一致  
39.         assertArrayEquals(data, decrypt);  
40.   
41.         // 验证证书有效  
42.         assertTrue(CertificateCoder.verifyCertificate(certificatePath));  
43.   
44.     }  
45.   
46.     @Test  
47.     public void testSign() throws Exception {  
48.         System.err.println("私钥加密——公钥解密");  
49.   
50.         String inputStr = "sign";  
51.         byte[] data = inputStr.getBytes();  
52.   
53.         byte[] encodedData = CertificateCoder.encryptByPrivateKey(data,  
54.                 keyStorePath, alias, password);  
55.   
56.         byte[] decodedData = CertificateCoder.decryptByPublicKey(encodedData,  
57.                 certificatePath);  
58.   
59.         String outputStr = new String(decodedData);  
60.         System.err.println("加密前: " + inputStr + "\n\r" + "解密后: " + outputStr);  
61.         assertEquals(inputStr, outputStr);  
62.   
63.         System.err.println("私钥签名——公钥验证签名");  
64.         // 产生签名  
65.         String sign = CertificateCoder.sign(encodedData, keyStorePath, alias,  
66.                 password);  
67.         System.err.println("签名:\r" + sign);  
68.   
69.         // 验证签名  
70.         boolean status = CertificateCoder.verify(encodedData, sign,  
71.                 certificatePath);  
72.         System.err.println("状态:\r" + status);  
73.         assertTrue(status);  
74.   
75.     }  
76.   
77.     @Test  
78.     public void testHttps() throws Exception {  
79.         URL url = new URL("https://www.zlex.org/examples/");  
80.         HttpsURLConnection conn = (HttpsURLConnection) url.openConnection();  
81.   
82.         conn.setDoInput(true);  
83.         conn.setDoOutput(true);  
84.   
85.         CertificateCoder.configSSLSocketFactory(conn, password, keyStorePath,  
86.                 keyStorePath);  
87.   
88.         InputStream is = conn.getInputStream();  
89.   
90.         int length = conn.getContentLength();  
91.   
92.         DataInputStream dis = new DataInputStream(is);  
93.         byte[] data = new byte[length];  
94.         dis.readFully(data);  
95.   
96.         dis.close();  
97.         conn.disconnect();  
98.         System.err.println(new String(data));  
99.     }  
100. }  

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。