自制Https证书并在Spring Boot和Nginx中使用

白话Https一文中, 介绍了Https存在的目的和工作原理,但多是偏向于原理性的介绍,本文介绍如何一步一步自制一个能够通过浏览器认证的Https证书,并讲解在Spring Boot环境和Nginx环境中服务器端的配置。

如果你还没有读过白话Https,我强烈建议你先去读一下。按照白话Https中的介绍,Https协议涉及到的主体主要有三个:客户端、服务端、以及CA机构。如下图所示:

Https Role

在白话Https一文中,曾介绍一个服务要申请使用Https的流程。本文所介绍的流程,针对自制Https证书,更多的面向测试场景,当然了,有些网站,比如像12306这样的,也会自制根证书要求用户安装。既然是要DIY,当然也要分别在三个主体上做工作。

证书颁发机构

  • CA机构私钥
openssl genrsa -out ca.key 2048
  • CA证书
openssl req -x509 -new -key ca.key -out ca.crt

注意生成过程中需要输入一些CA机构的信息

服务端

  • 生成服务端私钥
openssl genrsa -out server.key 2048
  • 生成服务端证书请求文件
openssl req -new -key server.key -out server.csr

注意生成过程中需要你输入一些服务端信息

  • 使用CA证书生成服务端证书
openssl x509 -req -sha256 -in server.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -CAcreateserial -days 3650 -out server.crt

关于sha256,默认使用的是sha1,在新版本的chrome中会被认为是不安全的,因为使用了过时的加密算法。

  • 打包服务端的资料为pkcs12格式(非必要,只是换一种格式存储上一步生成的证书)
openssl pkcs12 -export -in server.crt -inkey server.key -out server.pkcs12

生成过程中,需要创建访问密码,请记录下来。

  • 生成服务端的keystore(.jks文件, 非必要,Java程序通常使用该格式的证书)
keytool -importkeystore -srckeystore server.pkcs12 -destkeystore server.jks -srcstoretype pkcs12

生成过程中,需要创建访问密码,请记录下来。

  • 把ca证书放到keystore中(非必要)
keytool -importcert -keystore server.jks -file ca.crt

客户端

  • 导入根证书ca.crt到浏览器受信任的根证书颁发机构列表中

不管通过什么浏览器吧,总之你要找到下面这个页面,点击导入,将上面生成的CA机构的ca.crt导入到收信任的根证书颁发机构列表中。

import ca.crt

注意,收信任的根证书颁发机构列表是操作系统级的,不管通过哪个浏览器进入配置,都是只需要配置一次,再使用其它浏览器时,无需重复配置。

Spring Boot

Spring Boot为web容器提供了统一的抽象配置,不管你使用的是Tomcat是Jetty还是其它web容器,如果要在Spring Boot中使用Https,你只需要在你的配置类中,添加如下代码,注册一个EmbeddedServletContainerCustomizer Bean即可。

需要用到上面生成的Server.jks文件。

@Configuration
public class WebConfig {

    @Bean
    public EmbeddedServletContainerCustomizer containerCustomizer() {
        return new EmbeddedServletContainerCustomizer() {
            @Override
            public void customize(ConfigurableEmbeddedServletContainer container) {
                Ssl ssl = new Ssl();
                ssl.setKeyStore("Server.jks");
                ssl.setKeyStorePassword("passwd");
                container.setSsl(ssl);
                container.setPort(8443);
            }
        };
    }
}

Nginx

如果要在Nginx中使用Https,需要用到上面生成的Server.crt,Server.key。

server {
    listen      127.0.0.1:443 ssl;

    ssl on;
    ssl_certificate Server.crt;
    ssl_certificate_key Server.key;

    #省略无关配置...  
}

总结

  1. crt、jks、pkcs12都是用来保存证书的不同格式,不同的服务器软件可能会使用不同格式的证书文件。
  2. OpenSSl、Keytool都是可以用来生成Https证书的工具软件,其中OpenSSl功能更多更复杂,Keytool随JDK安装而安装。
  3. 证书的格式是多样的,生成证书的软件工具有很多,不同服务器程序的配置方法不尽相同,要达成目的有很多种方法。所以,重要的是弄懂原理,而不是按照教程一步一步敲命令。
  4. 跟白话Https一样,本文仍然没有介绍服务端怎么验证客户端,但如果你弄懂了原理,我想你已经可以自己去实现了。

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