HTTPS的实现及其原理

在以前的一个项目中，需要使用到SSL得加密链接访问，所以对HTTP做了一点功课。

今天，把这些知识点，做个总结和描述。

 

1.https的实现原理

(此处参考阿密果同学的博文)

 

有两种基本的加解密算法类型：

1）对称加密 ：密钥只有一个，加密解密为同一个密码，且加解密速度快，典型的对称加密算法有DES、AES等；

2）非对称加密 ：密钥成对出现（且根据公钥无法推知私钥，根据私钥也无法推知公钥），加密解密使用不同密钥（公钥加密需要私钥解密，私钥加密需要公钥解密），相对对称加密速度较慢，典型的非对称加密算法有RSA、DSA等。

 

https的通信过程：

 

 

https通信的优点：

 

1）客户端产生的密钥只有客户端和服务器端能得到；

2）加密的数据只有客户端和服务器端才能得到明文；

3）客户端到服务端的通信是安全的。

 

2.在项目中实现

 

1)tomcat的配置

 放开原先注释的一段代码：

<Connector port="8443" protocol="HTTP/1.1" SSLEnabled="true"
               maxThreads="150" scheme="https" secure="true"
               clientAuth="false" sslProtocol="TLS"
               keystoreFile="c:/tomcat.keystore" keystorePass="tomcat" />

 

2)key的生成

   键入命令并依次填入相应信息，

C:\>keytool -genkey -alias tomcat -keyalg RSA -keysize 1024 -validity 365 -keystore tomcat.keystore
Enter keystore password:  tomcat
What is your first and last name?
  [Unknown]:  vincent
What is the name of your organizational unit?
  [Unknown]:  beijing
What is the name of your organization?
  [Unknown]:  peking
What is the name of your City or Locality?
  [Unknown]:  shanghai
What is the name of your State or Province?
  [Unknown]:  shanghai
What is the two-letter country code for this unit?
  [Unknown]:  sh
Is CN=vincent, OU=beijing, O=peking, L=shanghai, ST=shanghai, C=sh correct? (type "yes" or "no")
  [no]:  yes

Enter key password for <tomcat>:
        (RETURN if same as keystore password):

 

3)使用中发现的问题

 

4)此是单向认证，关于双向认证的知识还未补全。

 

 

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转载一篇配置过程实例：url:http://danwind.iteye.com/blog/603402

TOMCAT @ SSL 写道

Tomcat6.0配置SSL
一、为了节约时间，我这里就只根据我的配置过程进行描述，读者根据各自情况自己分析。
1、在命令行中进入%CATALINA_HOME%/bin目录下执行以下命令：
(1)%CATALINA_HOME%/bin> keytool -genkey -alias tomcat -keyalg RSA -keypass changeit -storepass changeit -keystore server.keystore -validity 3600
此时会在%TOMCAT_HOME%/bin下生成server.keystore 文件。
注：参数 -validity 指证书的有效期(天)，缺省有效期很短，只有90天。
(2)%CATALINA_HOME%/bin> keytool -export -trustcacerts -alias tomcat -file server.cer -keystore server.keystore -storepass changeit
这一步用于导出证书，此时会在%TOMCAT_HOME%/bin下生成server.cer 文件。
(3)%CATALINA_HOME%/bin> keytool -import -trustcacerts -alias tomcat -file server.cer -keystore %JAVA_HOME%/jre/lib/security/cacerts -storepass changeit
这一步是导入到证书信任库，大家可以观察%JAVA_HOME%/jre/lib/security/cacerts 这个文件，执行完此命令后，文件变大。
附：keytool其它命令（列出信任证书库中所有已有证书，删除库中某个证书）：
keytool -list -v -keystore D:/sdks/jdk1.5.0_11/jre/lib/security/cacerts
keytool -delete -trustcacerts -alias tomcat -keystore D:/sdks/jdk1.5.0_11/jre/lib/security/cacerts -storepass changeit

2、修改%TOMCAT_HOME%\conf\server.xml

找到这段代码： Java代码
<Connector port="8443" protocol="HTTP/1.1" SSLEnabled="true"
maxThreads="150" scheme="https" secure="true"
clientAuth="false" sslProtocol="TLS" />

<Connector port="8443" protocol="HTTP/1.1" SSLEnabled="true"
maxThreads="150" scheme="https" secure="true"
clientAuth="false" sslProtocol="TLS" />
这段代码本来是注释掉的，把注释去掉，并且加上两个属性之后，如下：
Java代码
<Connector port="8443" protocol="HTTP/1.1" SSLEnabled="true"
maxThreads="150" scheme="https" secure="true"
clientAuth="false" sslProtocol="TLS"
keystoreFile="D:\tomcat6.0\bin\server.keystore"
keystorePass="changeit" />

<Connector port="8443" protocol="HTTP/1.1" SSLEnabled="true"
maxThreads="150" scheme="https" secure="true"
clientAuth="false" sslProtocol="TLS"
keystoreFile="D:\tomcat6.0\bin\server.keystore"
keystorePass="changeit" />
3、启动tomcat,访问 https://localhost:8443/，弹出一个安全警告的页面就OK了。


SSL认证详解
单向认证 SSL 协议的具体过程
①客户端的浏览器向服务器传送客户端 SSL 协议的版本号，加密算法的种类，产生的随机数，以及其他服务器和客户端之间通讯所需要的各种信息。

②服务器向客户端传送 SSL 协议的版本号，加密算法的种类，随机数以及其他相关信息，同时服务器还将向客户端传送自己的证书。

③客户利用服务器传过来的信息验证服务器的合法性，服务器的合法性包括：证书是否过期，发行服务器证书的 CA 是否可靠，发行者证书的公钥能否正确解开服务器证书的“发行者的数字签名”，服务器证书上的域名是否和服务器的实际域名相匹配。如果合法性验证没有通过，通讯将断开；如果合法性验证通过，将继续进行第四步。

④用户端随机产生一个用于后面通讯的“对称密码”，然后用服务器的公钥（服务器的公钥从步骤②中的服务器的证书中获得）对其加密，然后将加密后的“预主密码”传给服务器。

⑤如果服务器要求客户的身份认证（在握手过程中为可选），用户可以建立一个随机数然后对其进行数据签名，将这个含有签名的随机数和客户自己的证书以及加密过的“预主密码”一起传给服务器。

⑥如果服务器要求客户的身份认证，服务器必须检验客户证书和签名随机数的合法性，具体的合法性验证过程包括：客户的证书使用日期是否有效，为客户提供证书的CA 是否可靠，发行CA 的公钥能否正确解开客户证书的发行 CA 的数字签名，检查客户的证书是否在证书废止列表（CRL）中。检验如果没有通过，通讯立刻中断；如果验证通过，服务器将用自己的私钥解开加密的“预主密码 ”，然后执行一系列步骤来产生主通讯密码（客户端也将通过同样的方法产生相同的主通讯密码）。

⑦服务器和客户端用相同的主密码即“通话密码”，一个对称密钥用于 SSL 协议的安全数据通讯的加解密通讯。同时在 SSL 通讯过程中还要完成数据通讯的完整性，防止数据通讯中的任何变化。

⑧客户端向服务器端发出信息，指明后面的数据通讯将使用的步骤⑦中的主密码为对称密钥，同时通知服务器客户端的握手过程结束。

⑨服务器向客户端发出信息，指明后面的数据通讯将使用的步骤⑦中的主密码为对称密钥，同时通知客户端服务器端的握手过程结束。
⑩SSL 的握手部分结束，SSL 安全通道的数据通讯开始，客户和服务器开始使用相同的对称密钥进行数据通讯，同时进行通讯完整性的检验。

双向认证 SSL 协议的具体过程

① 浏览器发送一个连接请求给安全服务器。

② 服务器将自己的证书，以及同证书相关的信息发送给客户浏览器。

③ 客户浏览器检查服务器送过来的证书是否是由自己信赖的 CA 中心所签发的。如果是，就继续执行协议；如果不是，客户浏览器就给客户一个警告消息：警告客户这个证书不是可以信赖的，询问客户是否需要继续。

④ 接着客户浏览器比较证书里的消息，例如域名和公钥，与服务器刚刚发送的相关消息是否一致，如果是一致的，客户浏览器认可这个服务器的合法身份。

⑤ 服务器要求客户发送客户自己的证书。收到后，服务器验证客户的证书，如果没有通过验证，拒绝连接；如果通过验证，服务器获得用户的公钥。

⑥ 客户浏览器告诉服务器自己所能够支持的通讯对称密码方案。

⑦ 服务器从客户发送过来的密码方案中，选择一种加密程度最高的密码方案，用客户的公钥加过密后通知浏览器。

⑧ 浏览器针对这个密码方案，选择一个通话密钥，接着用服务器的公钥加过密后发送给服务器。

⑨ 服务器接收到浏览器送过来的消息，用自己的私钥解密，获得通话密钥。

⑩ 服务器、浏览器接下来的通讯都是用对称密码方案，对称密钥是加过密的。

上面所述的是双向认证 SSL 协议的具体通讯过程，这种情况要求服务器和用户双方都有证书。单向认证 SSL 协议不需要客户拥有 CA 证书，具体的过程相对于上面的步骤，只需将服务器端验证客户证书的过程去掉，以及在协商对称密码方案，对称通话密钥时，服务器发送给客户的是没有加过密的（这并不影响 SSL 过程的安全性）密码方案。这样，双方具体的通讯内容，就是加过密的数据，如果有第三方攻击，获得的只是加密的数据，第三方要获得有用的信息，就需要对加密的数据进行解密，这时候的安全就依赖于密码方案的安全。而幸运的是，目前所用的密码方案，只要通讯密钥长度足够的长，就足够的安全。这也是我们强调要求使用 128 位加密通讯的原因。

 

 

 

 

 

 

评论

2 楼 songfantasy 2010-11-09  

注意请求https时端口要为tomcat中ssl配置的端口，请求后，要把端口换回来。

1 楼 songfantasy 2010-11-09  

公司刚要求采用https传输数据，学习啦，很不错。