一、SSL协议加密方式

SSL协议即用到了对称加密也用到了非对称加密(公钥加密)，在建立传输链路时，SSL首先对对称加密的密钥使用公钥进行非对称加密，链路建立好之后，SSL对传输内容使用对称加密。

1.对称加密

速度高，可加密内容较大，用来加密会话过程中的消息。

2.公钥加密

加密速度较慢，但能提供更好的身份认证技术，用来加密对称加密的密钥。

单向认证

Https在建立Socket连接之前，需要进行握手，具体过程如下：

1、客户端向服务端发送SSL协议版本号、加密算法种类、随机数等信息。

2、服务端给客户端返回SSL协议版本号、加密算法种类、随机数等信息，同时也返回服务器端的证书，即公钥证书

3、客户端使用服务端返回的信息验证服务器的合法性，包括：

证书是否过期

发型服务器证书的CA是否可靠

返回的公钥是否能正确解开返回证书中的数字签名

服务器证书上的域名是否和服务器的实际域名相匹配

验证通过后，将继续进行通信，否则，终止通信

4、客户端向服务端发送自己所能支持的对称加密方案，供服务器端进行选择

5、服务器端在客户端提供的加密方案中选择加密程度最高的加密方式。

6、服务器将选择好的加密方案通过明文方式返回给客户端

7、客户端接收到服务端返回的加密方式后，使用该加密方式生成产生随机码，用作通信过程中对称加密的密钥，使用服务端返回的公钥进行加密，将加密后的随机码发送至服务器

8、服务器收到客户端返回的加密信息后，使用自己的私钥进行解密，获取对称加密密钥。 在接下来的会话中，服务器和客户端将会使用该密码进行对称加密，保证通信过程中信息的安全。

双向认证

双向认证和单向认证原理基本差不多，只是除了客户端需要认证服务端以外，增加了服务端对客户端的认证，具体过程如下：

1、客户端向服务端发送SSL协议版本号、加密算法种类、随机数等信息。

2、服务端给客户端返回SSL协议版本号、加密算法种类、随机数等信息，同时也返回服务器端的证书，即公钥证书

3、客户端使用服务端返回的信息验证服务器的合法性，包括：

证书是否过期

发型服务器证书的CA是否可靠

返回的公钥是否能正确解开返回证书中的数字签名

服务器证书上的域名是否和服务器的实际域名相匹配

验证通过后，将继续进行通信，否则，终止通信

4、服务端要求客户端发送客户端的证书，客户端会将自己的证书发送至服务端

5、验证客户端的证书，通过验证后，会获得客户端的公钥

6、客户端向服务端发送自己所能支持的对称加密方案，供服务器端进行选择

7、服务器端在客户端提供的加密方案中选择加密程度最高的加密方式

8、将加密方案通过使用之前获取到的公钥进行加密，返回给客户端

9、客户端收到服务端返回的加密方案密文后，使用自己的私钥进行解密，获取具体加密方式，而后，产生该加密方式的随机码，用作加密过程中的密钥，使用之前从服务端证书中获取到的公钥进行加密后，发送给服务端

10、服务端收到客户端发送的消息后，使用自己的私钥进行解密，获取对称加密的密钥，在接下来的会话中，服务器和客户端将会使用该密码进行对称加密，保证通信过程中信息的安全。

二、Linux系统下生成证书

环境说明:

ip操作系统角色

192.168.0.162

Ubuntu 16.04.5

server

192.168.0.120

Ubuntu 16.04.5

client

请确保server已经安装了Nginx

生成 CA 私钥

1. 生成一个 CA 私钥: ca.key

mkdir /etc/nginx/keys/cd/etc/nginx/keys/openssl genrsa-out ca.key 4096

Generating RSA private key, 4096 bit long modulus

................................................................++

....................++

e is 65537 (0x10001)

生成CA 的数字证书

2. 生成一个 CA 的数字证书: ca.crt

openssl req -new -x509 -days 3650 -key ca.key -out ca.crt

Generating RSA private key, 4096 bit long modulus

................................................................++

....................++

e is 65537 (0x10001)

root@ubuntu:/etc/nginx/keys# openssl req -new -x509 -days 3650 -key ca.key -out ca.crt

You are about to be asked to enter information that will be incorporated

into your certificate request.

What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN.

There are quite a few fields but you can leave some blank

For some fields there will be a default value,

If you enter '.', the field will be left blank.

-----

Country Name (2 letter code) [AU]:CN

State or Province Name (full name) [Some-State]:Shanghai

Locality Name (eg, city) []:

Organization Name (eg, company) [Internet Widgits Pty Ltd]:Team

Organizational Unit Name (eg, section) []:

Common Name (e.g. server FQDN or YOUR name) []:Certificate Authority 2019

Email Address []:

======== 服务端保存 server.key，提供 server.csr，签名生成 server.crt ========

生成 server 端的私钥

1. 生成 server 端的私钥: server.key

openssl genrsa -out server.key 4096

Generating RSA private key, 4096 bit long modulus

.........++

....++

e is 65537 (0x10001)

生成 server 端数字证书请求

2. 生成 server 端数字证书请求: server.csr

openssl req -new -key server.key -out server.csr

You are about to be asked to enter information that will be incorporated

into your certificate request.

What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN.

There are quite a few fields but you can leave some blank

For some fields there will be a default value,

If you enter '.', the field will be left blank.

-----

Country Name (2 letter code) [AU]:CN

State or Province Name (full name) [Some-State]:Shanghai

Locality Name (eg, city) []:

Organization Name (eg, company) [Internet Widgits Pty Ltd]:Sidien Test

Organizational Unit Name (eg, section) []:

Common Name (e.g. server FQDN or YOUR name) []:192.168.0.162

Email Address []:

Please enter the following 'extra' attributes

to be sent with your certificate request

A challenge password []:

An optional company name []:

注意：由于使用ip地址访问的，所以Common Name，输入ip即可。

如果使用域名访问，那么这一步，必须是域名才行！

用 CA 私钥签发 server 的数字证书

3. 用 CA 私钥签发 server 的数字证书: server.crt

openssl x509 -req -in server.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -CAcreateserial -out server.crt -days 3650

Signature ok

subject=/C=CN/ST=Shanghai/O=Sidien Test/CN=192.168.0.162

Getting CA Private Key

======== 终端保存 client.key，提供 client.csr，签名生成 client.crt ========

生成 client 端的私钥

生成客户端的私钥与证书

1. 生成客户端的私钥与证书: client.key

openssl genrsa -out client.key 4096

Generating RSA private key, 4096 bit long modulus

....++

...................................................................................................................................................................................................++

e is 65537 (0x10001)

生成 client 端数字证书请求

2. 生成 client 端数字证书请求: client.csr

openssl req -new -key client.key -out client.csr

You are about to be asked to enter information that will be incorporated

into your certificate request.

What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN.

There are quite a few fields but you can leave some blank

For some fields there will be a default value,

If you enter '.', the field will be left blank.

-----

Country Name (2 letter code) [AU]:CN

State or Province Name (full name) [Some-State]:Shanghai

Locality Name (eg, city) []:

Organization Name (eg, company) [Internet Widgits Pty Ltd]:Test

Organizational Unit Name (eg, section) []:

Common Name (e.g. server FQDN or YOUR name) []:GP1700

Email Address []:

Please enter the following 'extra' attributes

to be sent with your certificate request

A challenge password []:

An optional company name []:

用 CA 私钥签发 client 的数字证书

3. 用 CA 私钥签发 client 的数字证书: client.crt

openssl x509 -req -in client.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -CAcreateserial -out client.crt -days 3650

Signature ok

subject=/C=CN/ST=Shanghai/O=Byzoro Test/CN=GP1700_v3.1.0

Getting CA Private Key

4. 查看文件

root@ubuntu:/etc/nginx/keys# lsca.crt ca.key ca.srl client.crt client.csr client.key server.crt server.csr server.key

三、如何配置nginx

创建nginx配置文件

cd /etc/nginx/sites-enabled

vim https.conf

内容如下：

server {

listen443;

server_name localhost;

ssl on;

ssl_certificate/etc/nginx/keys/server.crt;#配置证书位置

ssl_certificate_key/etc/nginx/keys/server.key;#配置秘钥位置

ssl_client_certificate/etc/nginx/keys/ca.crt;#双向认证

ssl_verify_client on; #双向认证

ssl_session_timeout 5m;

ssl_protocols SSLv2 SSLv3 TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2; #按照这个协议配置

ssl_ciphers ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:HIGH:!aNULL:!MD5:!RC4:!DHE; #按照这个套件配置

ssl_prefer_server_ciphers on;

root html;

index index.html;

location/{

try_files $uri $uri/ =404;

}

}

注意：这里使用的是ip地址访问，如果使用域名访问，请修改 server_name 为域名地址

重载配置

nginx -s reload

至此，nginx的https就可以使用了，默认443端口

四、验证

浏览器测试

使用https访问页面

展开，点击继续

效果如下：

提示需要证书才行，说明双向认证是正常的！

linux测试

查看curl版本

curl -V

curl 7.47.0 (x86_64-pc-linux-gnu) libcurl/7.47.0 GnuTLS/3.4.10 zlib/1.2.8 libidn/1.32 librtmp/2.3

Protocols: dict file ftp ftps gopher http https imap imaps ldap ldaps pop3 pop3s rtmp rtsp smb smbs smtp smtps telnet tftp

Features: AsynchDNS IDN IPv6 Largefile GSS-API Kerberos SPNEGO NTLM NTLM_WB SSL libz TLS-SRP UnixSockets

请确保curl版本不能低于 7.47版本，否则会出现：

400 No required SSL certificate was sent

复制证书

cd /tmp/

scp -r 192.168.0.162:/etc/nginx/keys .

curl测试

curl --cacert ca.crt --cert client.crt --key client.key --tlsv1.2 https://192.168.0.162

输出：

Welcome to nginx!

width: 35em;

margin:0auto;

font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;

}

Welcome to nginx!

If you see this page, the nginx web server is successfully installed and

working. Further configuration is required.

For online documentation and support please refer tonginx.org.
Commercial support is available atnginx.com.

Thank you for using nginx.

View Code

如果有输出 Welcome to nginx! ，说明访问正常！

如果要代理公司认证服务，比如：192.168.0.11:30014

修改 https.conf

upstream auth {

server192.168.0.11:30014;

}

server {

listen443;

server_name localhost;

ssl on;

ssl_certificate/etc/nginx/keys/server.crt;

ssl_certificate_key/etc/nginx/keys/server.key;

ssl_client_certificate/etc/nginx/keys/ca.crt;#双向认证

ssl_verify_client on; #双向认证

ssl_session_timeout 5m;

ssl_protocols SSLv2 SSLv3 TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2; #按照这个协议配置

ssl_ciphers ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:HIGH:!aNULL:!MD5:!RC4:!DHE; #按照这个套件配置

ssl_prefer_server_ciphers on;

root html;

index index.html index.htm;

location/{

#try_files $uri $uri/ =404;

proxy_pass http://auth;

proxy_set_header Host $host:$server_port;

proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;

proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;

proxy_next_upstream http_502 http_504 error timeout invalid_header;

}

}

使用curl，发送post请求

curl --cacert ca.crt --cert client.crt --key client.key --tlsv1.2 -H 'Content-type':'application/json' -d '{"userid":"123","duration":"3307"' https://192.168.0.162/Auth

输出：

{"code":"200","data":"","error":""}

输出上面那段信息，说明访问正常。

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