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-----
 MIIF3AYJKoZIhvcNAQcCoIIFzTCCBckCAQExADALBgkqhkiG9w0BBwGgggWxMIID
 EDCCAnmgAwIBAgIQA/mx/pKoaB+KGX2hveFU9zANBgkqhkiG9w0BAQUFADCBhzEL
 MAkGA1UEBhMCWkExIjAgBgNVBAgTGUZPUiBURVNUSU5HIFBVUlBPU0VTIE9OTFkx
 HTAbBgNVBAoTFFRoYXd0ZSBDZXJ0aWZpY2F0aW9uMRcwFQYDVQQLEw5URVNUIFRF
 U1QgVEVTVDEcMBoGA1UEAxMTVGhhd3RlIFRlc3QgQ0EgUm9vdDAeFw0wOTA1Mjgw
 MDIxMzlaFw0wOTA2MTgwMDIxMzlaMFwxCzAJBgNVBAYTAkNOMQswCQYDVQQIEwJC
 SjELMAkGA1UEBxMCQkoxDTALBgNVBAoTBHpsZXgxDTALBgNVBAsTBHpsZXgxFTAT
 BgNVBAMTDHd3dy56bGV4Lm9yZzCBnzANBgkqhkiG9w0BAQEFAAOBjQAwgYkCgYEA
 keg11PTKfpgiju3L/ST7I9J9RHPxqTNPar4aYF9xTWnf2Vkg3L1O+2F2UqBfYUKd
 8NSwvnnioHdjJVaV0721cATVXdh4kD6d+4nOgVFI0ml/Cx7Qpe5dASBMnvakNo/B
 tJGpO3vGQNLO5292JqvyvAVe79DECHYSHNW4nyvWQ3sCAwEAAaOBpjCBozAMBgNV
 HRMBAf8EAjAAMB0GA1UdJQQWMBQGCCsGAQUFBwMBBggrBgEFBQcDAjBABgNVHR8E
 OTA3MDWgM6Axhi9odHRwOi8vY3JsLnRoYXd0ZS5jb20vVGhhd3RlUHJlbWl1bVNl
 cnZlckNBLmNybDAyBggrBgEFBQcBAQQmMCQwIgYIKwYBBQUHMAGGFmh0dHA6Ly9v
 Y3NwLnRoYXd0ZS5jb20wDQYJKoZIhvcNAQEFBQADgYEATPuxZbtJJSPmXvfrr1yz
 xqM06IwTZ6UU0lZRG7I0WufMjNMKdpn8hklUhE17mxAhGSpewLVVeLR7uzBLFkuC
 X7wMXxhoYdJZtNai72izU6Rd1oknao7diahvRxPK4IuQ7y2oZ511/4T4vgY6iRAj
 q4q76HhPJrVRL/sduaiu+gYwggKZMIICAqADAgECAgEAMA0GCSqGSIb3DQEBBAUA
 MIGHMQswCQYDVQQGEwJaQTEiMCAGA1UECBMZRk9SIFRFU1RJTkcgUFVSUE9TRVMg
 T05MWTEdMBsGA1UEChMUVGhhd3RlIENlcnRpZmljYXRpb24xFzAVBgNVBAsTDlRF
 U1QgVEVTVCBURVNUMRwwGgYDVQQDExNUaGF3dGUgVGVzdCBDQSBSb290MB4XDTk2
 MDgwMTAwMDAwMFoXDTIwMTIzMTIxNTk1OVowgYcxCzAJBgNVBAYTAlpBMSIwIAYD
 VQQIExlGT1IgVEVTVElORyBQVVJQT1NFUyBPTkxZMR0wGwYDVQQKExRUaGF3dGUg
 Q2VydGlmaWNhdGlvbjEXMBUGA1UECxMOVEVTVCBURVNUIFRFU1QxHDAaBgNVBAMT
 E1RoYXd0ZSBUZXN0IENBIFJvb3QwgZ8wDQYJKoZIhvcNAQEBBQADgY0AMIGJAoGB
 ALV9kG+Os6x/DOhm+tKUQfzVMWGhE95sFmEtkMMTX2Zi4n6i6BvzoReJ5njzt1LF
 cqu4EUk9Ji20egKKfmqRzmQFLP7+1niSdfJEUE7cKY40QoI99270PTrLjJeaMcCl
 +AYl+kD+RL5BtuKKU3PurYcsCsre6aTvjMcqpTJOGeSPAgMBAAGjEzARMA8GA1Ud
 EwEB/wQFMAMBAf8wDQYJKoZIhvcNAQEEBQADgYEAgozj7BkD9O8si2V0v+EZ/t7E
 fz/LC8y6mD7IBUziHy5/53ymGAGLtyhXHvX+UIE6UWbHro3IqVkrmY5uC93Z2Wew
 A/6edK3KFUcUikrLeewM7gmqsiASEKx2mKRKlu12jXyNS5tXrPWRDvUKtFC1uL9a
 12rFAQS2BkIk7aU+ghYxAA==
 -----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。