基于开源CA系统ejbca community 6.3.1.1构建私有CA管理数字证书
最后更新于2017年01月24日
一、为什么
为什么写这篇文章?ca是什么?数字证书是什么?ejbca又是什么?
让我们从http与https说起。http是超文本传输协议(HyperText Transfer Protocol)的缩写,也是互联网的基石,互联网绝大部分数据传输都是基于http协议,但是,http本身有个致命的缺点,一个早期并不引人注目,如今不得不重视的缺点,就是明文传输。
当你访问一个http站点,例如http://www.login.com/
输入用户名与密码,例如admin/123456,点击“Sign in”按钮登录,数据将被发往服务器,期间登录的个人数据“admin/123456”仍以明文形式在网络上传输,如果有人抓到这个数据包,你的账号密码就有泄漏的风险。今天看到一则新闻,google chrome 56将把http站点要求输入账户密码的情况标记为不安全,相信未来http将成为历史。
https很好的解决了这个问题,以www.baidu.com为例,早期使用http://www.biadu.com,如今已更换为https://www.baidu.com,访问https://www.baidu.com可以一把绿色的锁,点击就出现了如下信息,此时,与服务器之间的通信连接是加密的,即使被他人截获数据包,也很难知道传输的内容
https与http有啥区别?除了多一个“s”其实没啥区别(开玩笑),这个“s”至关重要,使用https必须在服务器上安装数字证书,上图中点击“查看证书”就可以看到服务器证书信息
有了数字证书,https还能实现另一个非常重要的功能:身份验证。还是以www.baidu.com为例,早期的http://www.biadu.com没有数字证书,所以可能会出现这样的情况,你的网关被人劫持,所有你发往www.baidu.com的信息都被人截获,同时,他对你的请求作出响应,以此冒充真正的www.baidu.com,也就是说,你访问的www.baidu.com并不是真正的www.baidu.com,而是一个代理网站,它的行为表现与www.baidu.com很像。
https://www.baidu.com就不会出现这种情况了,因为它需要数字证书,而数字证书在全球范围内都是唯一并不可伪造的
二、密码学基础
理解数字证书需要先了解对称加密与非对称加密,我们从普通加密通信模型开始
我向朋友发送一条消息“有时间一起吃饭吗”,实际在网络中传输的是加密后的数据,不是原文,只是加密和解密过程对我和朋友是透明的
对称加密
非对称加密
上述通信过程中,如果加密与解密使用相同的密钥,称为对称加密,如果使用不同的密钥,称为非对称加密
对称加密的特点是速度快,可加密的数据量大;非对称加密的特点是速度慢,因此只用来加密少量数据,但极难破解
非对称加密过程中使用的两个不同的密钥,一个称为“私钥”,一个称为“公钥”,它们一一对应,称为“密钥对”,“公钥”可以给任何人使用,但“私钥”必须自己保持,一旦“私钥”泄露,这个密钥对就应该被抛弃
密钥对有两个非常重要的特点:1、“私钥”可以导出“公钥”,但“公钥”无法导出“私钥”;2、经“私钥”加密的内容只能由“公钥”解密,经“公钥”加密的内容也只能由“私钥”解密。
这两个特点有两个重要用途:1、“私钥”持有者用“私钥”加密内容,发送给“公钥”持有者解密,验证“私钥”持有者的身份。因为“公钥”能解密的内容,只能是由“私钥”加密的;2、“公钥”持有者用“公钥”加密内容,发送给“私钥”持有者解密,保证内容安全。因为只有“私钥”能解密,即使内容被截获,截获者也无法知道内容是什么
摘要与签名算法
数字证书是一个文件,包含了使用者的身份信息、以及权威机构(CA)的数字签名,就向我们的居民身份证一样,数字证书是“网络身份证”,用于验证互联网上证书持有者的身份
颁发数字证书的机构叫CA,全世界只有少数权威的CA,因为颁发出去的证书它们是要负法律责任的,所以向它们申请证书也要缴费,我们自己搭建的ejbca颁发的证书只适合在企业内部使用,这个CA是没有权利向互联网上其他商业公司颁发证书的
有了数字证书,只要配置服务开启https就可以使用数字证书了
https对于数字证书的认证包括“单向认证”与“双向认证”,“单向认证”只由客户端验证服务器,“双向认证”则两者相互验证,只要验证不通过,通信就自动中断,下面介绍通信的流程以及如何在tomcat中配置
三、数字证书
那么,数字证书从何而来?数字证书由专门的机构颁发,这种机构称为CA(Certificate Authority),ejbca则是CA的一种java实现
四、https原理
https单向认证
“单向认证”的两个实体
“单向认证”的流程如下图
简要说明如下
- 客户端访问服务器
- 服务器响应客户端,发送服务器证书给客户端
- 客户端查询“受信任根证书颁发机构”,验证服务器证书
- 客户端验证完服务器证书,生成“密钥对”及会话密钥,与服务器协商会话密钥
- 会话密钥协商完成,开始安全加密通信
tomcat配置https单向认证
<Connector port="8443" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11Protocol"maxThreads="150" SSLEnabled="true" scheme="https" secure="true"clientAuth="false" sslProtocol="TLS"keystoreFile="D:\tomcat.jks" keystorePass="123456" />
nginx配置https单向认证
server {listen 443 ssl;server_name localhost;ssl_certificate cert.pem; #服务器证书公钥部分ssl_certificate_key cert.key; #服务器证书私钥ssl_session_cache shared:SSL:1m;ssl_session_timeout 5m;ssl_ciphers HIGH:!aNULL:!MD5;ssl_prefer_server_ciphers on;location / {proxy_pass http://127.0.0.1:4000; #代理tomcat的http服务}
}
https双向认证
“双向认证”的两个实体
“双向认证”的流程如下图
简要说明如下
- 客户端访问服务器
- 服务器响应客户端,发送服务器证书给客户端
- 客户端查询“受信任根证书颁发机构”,验证服务器证书
- 验证完服务器证书,客户端发送客户端证书给服务器
- 服务器查询“信任库”或通过证书链,验证客户端证书
- 客户端与服务器协商会话密钥加密方案
- 客户端与服务器协商会话密钥
- 会话密钥协商完成,开始安全加密通信
tomcat配置https双向认证
<Connector port="8443" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11Protocol"maxThreads="150" SSLEnabled="true" scheme="https" secure="true"clientAuth="true" sslProtocol="TLS"keystoreFile="D:\tomcat.jks" keystorePass="123456"truststoreFile="D:\tomcat.jks" truststorePass="123456"/>
nginx配置https双向认证
server {listen 443 ssl;server_name localhost;ssl_certificate cert.pem; #服务器证书公钥部分ssl_certificate_key cert.key; #服务器证书私钥ssl_verify_client on; #开启浏览器认证ssl_client_certificate ca.pem; #CA根证书ssl_session_cache shared:SSL:1m;ssl_session_timeout 5m;ssl_ciphers HIGH:!aNULL:!MD5;ssl_prefer_server_ciphers on;location / {proxy_pass http://127.0.0.1:4000; #代理tomcat的http服务proxy_set_header client-cert $ssl_client_cert; #将浏览器证书传递给tomcat,tomcat通过header拿到证书}
}
五、linux环境下安装ejbca
1、安装jdk
检查已安装jdk,如果有,先删除
rpm -qa|grep java rpm -e --nodeps filename
从oracle官方网站下载jdk安装包:jdk-8u111-linux-x64.rpm,放在/usr/file目录
rpm -ivh jdk-8u111-linux-x64.rpm
默认安装在/usr/java目录,安装完后配置环境变量
vi /etc/profile
追加如下内容
#java conf
export JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0_111
export PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin
export CLASSPATH=:$JAVA_HOME/lib
使配置立即生效,然后检查安装结果
source /etc/profile java -version
2、安装ant
从ant官方网站下载ant安装包:apache-ant-1.9.7-bin.tar.gz,解压
tar xvf apache-ant-1.9.7-bin.tar.gz -C /usr/java/
配置环境变量
vi /etc/profile
追加如下内容
#ant conf
export ANT_HOME=/usr/java/apache-ant-1.9.7
export PATH=$PATH:$ANT_HOME/bin
使配置立即生效,然后检查安装结果
source /etc/profile ant -version
3、安装mysql
安装前查看已安装的mysql或mysql库,并删除它们
rpm -qa|grep -i mysql rpm -e --nodeps filename
如果重装mysql,查找安装mysql产生的文件,并删除它们
find / -name mysql rm -fr filename
安装mysql所需的perl依赖
yum install -y perl-Module-Install.noarch
从mysql官方网站下载Red Hat Enterprise Linux 6 / Oracle Linux 6 (x86, 64-bit)对应5.6版本的安装包:MySQL-client-5.6.33-1.el6.x86_64.rpm、MySQL-server-5.6.33-1.el6.x86_64.rpm,依次安装
rpm -ivh MySQL-server-5.6.33-1.el6.x86_64.rpm rpm -ivh MySQL-client-5.6.33-1.el6.x86_64.rpm
安装完成,启动mysql服务,并设置为开机启动
service mysql start chkconfig mysql on
mysql安装完成后为root账户生成随机密码,位于/root目录下的.mysql_secret文件中,用这个密码登录root
cat /root/.mysql_secret mysql -uroot -pLTHVNyKmmg7jwiLk
修改root密码并配置远程访问
set password=password('root'); grant all privileges on *.* to 'root'@'%' identified by 'root';
4、安装jboss
从jboss官方网站下载jboss安装包:jboss-as-7.1.1.Final.tar.gz,解压并配置环境变量
tar xvf jboss-as-7.1.1.Final.tar.gz -C /usr/java vi /etc/profile
追加内容
#jboss conf
export JBOSS_HOME=/usr/java/jboss-as-7.1.1.Final
使配置立即生效
source /etc/profile
启动jboss,注意最后的&符号,待启动完成再运行“exit”
sh /usr/java/jboss-as-7.1.1.Final/bin/standalone.sh & exit
这样jboss就运行在后台了,以下命令查看jboss进程并关闭
ps -ef|grep jboss kill -9 进程号
5、配置jboss的mysql数据源
创建目录,然后在该目录下创建module.xml
mkdir -p /usr/java/jboss-as-7.1.1.Final/modules/com/mysql/main cd /usr/java/jboss-as-7.1.1.Final/modules/com/mysql/main vi module.xml
module.xml内容如下
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<module xmlns="urn:jboss:module:1.0" name="com.mysql"><resources><resource-root path="mysql-connector-java-5.1.27.jar"/></resources><dependencies><module name="javax.api"/><module name="javax.transaction.api"/></dependencies>
</module>
下载mysql的驱动包mysql-connector-java-5.1.27.jar,放在/usr/file目录,然后拷贝到当前目录
cp /usr/file/mysql-connector-java-5.1.27.jar ./
打开新的shell窗口,运行
sh /usr/java/jboss-as-7.1.1.Final/bin/jboss-cli.sh -c
如果是“disconnect”状态,先输入“connect”,多回车几次后,运行下面命令
/subsystem=datasources/jdbc-driver=com.mysql.jdbc.Driver:add(driver-name=com.mysql.jdbc.Driver,driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver,driver-module-name=com.mysql,driver-xa-datasource-class-name=com.mysql.jdbc.jdbc.jdbc2.optional.MysqlXADataSource)
:reload
6、配置ejbca
从ejbca官方网站下载ejbca安装包:ejbca_ce_6_3_1_1.zip,放在/usr/file目录,解压,准备修改配置
unzip /usr/file/ejbca_ce_6_3_1_1.zip -d /usr/java cd /usr/java mv ejbca_ce_6_3_1_1 ejbca-ce-6.3.1.1 cd /usr/java/ejbca-ce-6.3.1.1/conf/
1、修改ejbca.properties
mv ejbca.properties.sample ejbca.properties vi ejbca.properties
修改如下内容
appserver.home=/usr/java/jboss-as-7.1.1.Final
appserver.type=jboss
2、修改database.properties
mv database.properties.sample database.properties vi database.properties
修改如下内容
# dataSource
datasource.jndi-name=jboss/datasources/MySqlDS
# mysql info
database.name=mysql
database.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/ejbca?characterEncoding=UTF-8
database.driver=com.mysql.jdbc.Driver
database.username=root
database.password=root
3、修改install.properties
mv install.properties.sample install.properties vi install.properties
修改如下内容
#设置ca名称
ca.name=test
#设置ca信息
ca.dn=CN=test,O=test,C=cn
4、修改cesecore.properties、jaxws.properties,不需要修改内容
mv cesecore.properties.sample cesecore.properties mv jaxws.properties.sample jaxws.properties
5、修改web.properties
mv web.properties.sample web.properties vi web.properties
修改如下内容
superadmin.password=ejbca
superadmin.cn=superadmin
httpsserver.hostname=ca.test.com
httpsserver.dn=CN=${httpsserver.hostname},O=test,C=cn
7、部署ejbca到jboss
首先,在配置的mysql中创建“ejbca”数据库,编码“utf-8”,然后正式用ant构建ejbca并安装到jboss
cd /usr/java/ejbca-ce-6.3.1.1ant clean deploy ant install ant deploy-keystore
deploy用ant部署,install生成证书,deploy-keystore将证书部署到jboss,前两步所需时间较长,过程中如需输入,请直接回车
8、配置jboss的https
打开新的shell窗口,运行
sh /usr/java/jboss-as-7.1.1.Final/bin/jboss-cli.sh -c
如果是“disconnect”状态,运行“connect”,多回车几次,准备运行下面4部分配置
第一部分(配置任意主机可访问)
/interface=http:add(inet-address="0.0.0.0")
/interface=httpspub:add(inet-address="0.0.0.0")
/interface=httpspriv:add(inet-address="0.0.0.0")
/socket-binding-group=standard-sockets/socket-binding=http:add(port="8080",interface="http")
/subsystem=undertow/server=default-server/http-listener=http:add(socket-binding=http)
/subsystem=undertow/server=default-server/http-listener=http:write-attribute(name=redirect-socket, value="httpspriv")
:reload
第二部分(配置证书)
/core-service=management/security-realm=SSLRealm:add()
/core-service=management/security-realm=SSLRealm/server-identity=ssl:add(keystore-path="${jboss.server.config.dir}/keystore/keystore.jks", keystore-password="serverpwd", alias="prod-ica1")
/core-service=management/security-realm=SSLRealm/authentication=truststore:add(keystore-path="${jboss.server.config.dir}/keystore/truststore.jks", keystore-password="changeit")
/socket-binding-group=standard-sockets/socket-binding=httpspriv:add(port="8443",interface="httpspriv")
/socket-binding-group=standard-sockets/socket-binding=httpspub:add(port="8442", interface="httpspub")
:reload
第三部分(配置ssl)
/subsystem=undertow/server=default-server/https-listener=httpspriv:add(socket-binding=httpspriv, security-realm="SSLRealm", verify-client=REQUIRED)
/subsystem=undertow/server=default-server/https-listener=httpspub:add(socket-binding=httpspub, security-realm="SSLRealm")
:reload
第四部分(配置web service)
/system-property=org.apache.tomcat.util.buf.UDecoder.ALLOW_ENCODED_SLASH:add(value=true)
/system-property=org.apache.catalina.connector.CoyoteAdapter.ALLOW_BACKSLASH:add(value=true)
/system-property=org.apache.catalina.connector.URI_ENCODING:add(value="UTF-8")
/system-property=org.apache.catalina.connector.USE_BODY_ENCODING_FOR_QUERY_STRING:add(value=true)
/subsystem=webservices:write-attribute(name=wsdl-host, value=jbossws.undefined.host)
/subsystem=webservices:write-attribute(name=modify-wsdl-address, value=true)
:reload
9、浏览器访问
拷贝ejbca根目录下的p12目录下的superadmin.p12文件到windows,推荐xftp工具,或者访问
http://172.17.210.124:8080/ejbca/doc/superadmin.p12
下载该文件到windows,双击开始安装,密码“ejbca”,安装完,访问
https://172.17.210.124:8443/ejbca/adminweb
也就是ejbca的管理后台
六、使用ejbca管理数字证书
假设安装ejbca系统的服务器地址为
172.17.210.124
编辑windows的“C:\Windows\System32\drivers\etc”下的hosts文件,加入一行
172.17.210.124 ca.xmyself.com
ejbca提供了两个操作界面
管理员界面(需要superadmin证书)
https://ca.xmyself.com:8443/ejbca/adminweb/
用户界面(不需要证书)
http://ca.xmyself.com:8080/ejbca/
1、注册用户
ejbca管理员界面,打开“RA Functions”—“Add End Entity”菜单,填写以下“Required”列打勾的项。
用户模板选择“EMPTY”
输入用户名与密码
Common name,如果是服务器用证书,这里请填写域名
填写证书信息,证书模板选择“ENDUSER”,CA选择“dev”,Token选择“P12 file”
点击“Add”注册
2、下载证书
ejbca用户界面,打开“Enroll”—“Create Browser Certificate”菜单
输入用户名和密码,点击“OK”按钮
“Key length”选择“2048 bits”;“Certificate profile”选择“ENDUSER”,点击“Enroll”按钮下载证书
3、吊销证书
ejbca管理员界面,打开“RA Functions”—“Search End Entities”菜单。“Search end entities with status”处下拉框选择“All”,点击右边的“Search”按钮查看用户信息(下图省略其他列)
勾选需要吊销的用户,点击表格下方的“Revoke Selected”按钮
4、更新证书
ejbca管理员界面,打开“RA Functions”—“Search End Entities”菜单。“Search end entities with status”处下拉框选择“All”,点击右边的“Search”按钮查看用户信息(下图省略其他列)
点击需要更新证书用户的最右边列中的“Edit End Entity”超链接,编辑用户
设置“Status”为“New”,点击右边的“Save”按钮。然后输入新密码,其他项保持不变,点击页面最下方的“Save”按钮保存设置
5、根证书
ejbca用户界面,打开“Retrieve”—“Fetch CA Certificates”菜单,可以下载不同格式的根证书
6、tomcat服务器证书
用户注册时,证书模板选择“SERVER”,CA选择“dev”,Token选择“JKS file”,其他项不变
下载证书时,在ejbca用户界面中,打开“Enroll”—“Create Keystore”菜单,输入用户名与密码,进入下面的页面
“Key length”选择“2048 bits”;“Certificate profile”选择“SERVER”,点击“Enroll”按钮下载证书
七、调用ejbca接口实现私有CA
ejbca系统装好了,可以管理数字证书了,但是,所有操作都在ejbca界面中执行,先不说全是英文,单单它里面配置项就多的人眼花缭乱,很多配置项要么是固定的,要么是不需要的,因此,最合理的做法是在ejbca之上构建中间层,用户访问中间层提供的服务,中间层调用ejbca的web service interface
1、superadmin.jks证书
ejbca提供的web service需要证书认证,证书格式:jks。对superadmin用户执行更新操作,修改“Token”值为“JKS file”
保存,然后按照下载普通用户证书的步骤下载superadmin的证书
2、初始化web service连接
将web service所需的jar包添加到工程中,这些jar包是下面两个目录下的所有jar
/usr/java/ejbca-ce-6.3.1.1/dist/ejbca-ws-cli/lib
/usr/java/ejbca-ce-6.3.1.1/dist/ejbca-ws-cli
初始化web service
public void init() {if (!new File(certPath).exists()) return;CryptoProviderTools.installBCProvider();System.setProperty("javax.net.ssl.trustStore", "d:/superadmin.jks");System.setProperty("javax.net.ssl.trustStorePassword", "123456");System.setProperty("javax.net.ssl.keyStore", "d:/superadmin.jks");System.setProperty("javax.net.ssl.keyStorePassword", "123456");QName qname = new QName("http://ws.protocol.core.ejbca.org/", "EjbcaWSService");try {EjbcaWSService service = new EjbcaWSService(new URL("https://ca.xmyself.com:8443/ejbca/ejbcaws/ejbcaws?wsdl"), qname);EjbcaWS ejbcaWS = service.getEjbcaWSPort();} catch (Exception e) {}
}
注意:连接地址只能是域名,因此,连接ejbca的web service的机器要配置hosts
172.17.210.124 ca.xmyself.com
3、数字证书管理
查看用户是否已经注册
private boolean isExist(String username) throws Exception {UserMatch usermatch = new UserMatch();usermatch.setMatchwith(UserMatch.MATCH_WITH_USERNAME);usermatch.setMatchtype(UserMatch.MATCH_TYPE_EQUALS);usermatch.setMatchvalue(username);try {List<UserDataVOWS> users = ejbcaWS.findUser(usermatch);if (users != null && users.size() > 0) {return true;} else {return false;}} catch (Exception e) {throw new Exception("检查用户 " + username() + " 是否存在时出错:" + e.getMessage());}
}
用户注册与更新,用的都是editUser()方法,因此要先判断是否存在
public void editUser() throws Exception {UserDataVOWS userData = new UserDataVOWS();userData.setUsername("testname");//用户名userData.setPassword("123456");//密码userData.setClearPwd(false);//默认userData.setSubjectDN("CN=" + "testname"+ ",OU=" + "testou"+ ",O=" + "testo"+ ",C=cn"+ ",telephoneNumber=" + "1234567890");//设置唯一甄别名String pattern = "yyyy-MM-dd HH:mm:ssZZ"; // ISO 8601标准时间格式userData.setStartTime(DateFormatUtils.format(new Date(),pattern));//证书有效起始日期userData.setEndTime(DateFormatUtils.format(DateUtils.addDays(new Date(), 100), pattern));//结束日期userData.setCaName("test");//ca名称,ejbca的名称userData.setSubjectAltName(null);userData.setEmail("test@test.com");//邮件地址userData.setStatus(UserDataVOWS.STATUS_NEW);//状态为newuserData.setTokenType(UserDataVOWS.TOKEN_TYPE_P12);//设置p12格式证书userData.setEndEntityProfileName("user");//终端实体模板userData.setCertificateProfileName("user");//证书模板try {ejbcaWS.editUser(userData);} catch (Exception e) {throw new Exception(e.getMessage());}
}
代码中有几处值得注意的,终端实体模板“user”和证书模板“user”需要在ejbca管理员界面中配置,并且终端实体模板“user”中要配置开启“SubjectDN”的属性如CN、OU、O、C、telephoneNumber等,还要允许修改startTime和endTime
吊销证书
public void revoke(String username) throws ServiceException {try {ejbcaWS.revokeUser(username, RevokedCertInfo.REVOCATION_REASON_UNSPECIFIED, false);} catch (Exception e) {}
}
创建证书
private void createCert(String username, String password, String path) throws Exception {FileOutputStream fileOutputStream = null;try {// 创建证书文件KeyStore ksenv = ejbcaWS.pkcs12Req(username, password, null, "2048", AlgorithmConstants.KEYALGORITHM_RSA);java.security.KeyStore ks = KeyStoreHelper.getKeyStore(ksenv.getKeystoreData(), "PKCS12", password);fileOutputStream = new FileOutputStream(path + File.separator + username + ".p12");ks.store(fileOutputStream, password.toCharArray());// 创建密码文件File pwdFile = new File(path + File.separator + username + ".pwd");pwdFile.createNewFile();BufferedWriter out = new BufferedWriter(new FileWriter(pwdFile));out.write(password);out.flush();out.close();} catch (Exception e) {throw new Exception("用户 " + username + " 证书创建失败:" + e.getMessage());} finally {if (fileOutputStream != null) {try {fileOutputStream.close();} catch (IOException e) {}}}
}
证书创建在服务器上,用户调用下载证书的接口服务,返回下载地址,因此,这里需要一个下载服务器,下面介绍将nginx配置为下载服务器,文件存放的目录是/var/tmp + /download/
location ^~ /download/{root /var/tmp;if ($request_filename ~* ^.*?\.(txt|doc|pdf|rar|gz|zip|docx|exe|xlsx|ppt|pptx)$){add_header Content-Disposition: 'attachment;';}
}
转载于:https://www.cnblogs.com/ywlaker/p/6130832.html
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