Nginx を使用して HTTPS 双方向認証を実装する方法

单向验证与双向验证的区别：

单向验证： 指客户端验证服务器端证书，服务器并不需要验证客户端证书。

双向验证：指客户端验证服务器端证书，而服务器也需要通过ca的公钥证书来验证客户端证书。

详细的握手过程：

单向验证

浏览器发送一个连接请求给安全服务器。

1、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。

2、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。

3、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。

4、浏览器随机产生一个用于后面通讯的“通话密钥”，然后用服务器的公钥对其加密，然后将加密后的“预主密码”传给服务器。

5、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，用服务器的私钥加密后通知浏览器。

6、浏览器针对这个密码方案，接着用服务器的公钥加过密后发送给服务器。

7、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。

8、服务器、浏览器接下来的通讯都是用对称密码方案，使用相同的对称密钥。

双向验证

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、服务器要求客户的身份认证，用户可以建立一个随机数然后对其进行数字签名，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、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、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。

8、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。

9、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。

10、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。

11、服务器、浏览器接下来的通讯都是用对称密码方案，使用相同的对称密钥。

一、自建ca，签署证书

#openssl配置文件路径
vim/etc/pki/tls/openssl.cnf
#下面只列出配置文件中和自建ca有关的几个关键指令
dir=/etc/pki/ca#ca的工作目录
database=$dir/index.txt#签署证书的数据记录文件
new_certs_dir=$dir/newcerts#存放新签署证书的目录
serial=$dir/serial#新证书签署号记录文件
certificate=$dir/ca.crt#ca的证书路径
private_key=$dir/private/cakey.pem#ca的私钥路径

使用openssl制作ca的自签名证书

#切换到ca的工作目录
cd/etc/pki/ca
#制作ca私钥
(umask077;opensslgenrsa-outprivate/cakey.pem2048)
#制作自签名证书
opensslreq-new-x509-keyprivate/cakey.pem-outca.crt
#生成数据记录文件，生成签署号记录文件，给文件一个初始号。
touchindex.txt
touchserial
echo'01'>serial
#自建ca完成

准备服务器端证书

#制作服务器端私钥
(umask077;opensslgenrsa-outserver.key1024)
#制作服务器端证书申请指定使用sha512算法签名（默认使用sha1算法）
opensslreq-new-keyserver.key-sha512-outserver.csr
#签署证书
opensslca-inserver.csr-outserver.crt-days3650

准备客户端证书

#制作客户端私钥
(umask077;opensslgenrsa-outkehuduan.key1024)
#制作客户端证书申请
opensslreq-new-keykehuduan.key-outkehuduan.csr
#签署证书
opensslca-inkehuduan.csr-outkehuduan.crt-days3650

注意事项:

1、制作证书时会提示输入密码，设置密码可选，服务器证书和客户端证书密码可以不相同。

2、服务器证书和客户端证书制作时提示输入省份、城市、域名信息等，需保持一致。

3、以下信息根证书需要和客户端证书匹配，否则可能出现签署问题。

countryname = match stateorprovincename = match organizationname = match organizationalunitname = match

如何指定签署证书的签名算法

<strong>opensslreqxx
-[digest]digesttosignwith(seeopenssldgst-hforlist)</strong>

查看使用的签名算法:

<strong>#使用-sha256指定算法
opensslreq-new-keyserver.key-sha256-outserver.csr</strong>

二、提供nginx配置文件

<strong>server{
listen443;
server_namepro.server.com;
ssion;
ssi_silent_errorson;
ssi_typestext/shtml;
sslon;
ssl_certificate/data/server/nginx/ssl/self/server.crt;
ssl_certificate_key/data/server/nginx/ssl/self/server.key;
ssl_client_certificate/data/server/nginx/ssl/self/ca/ca.crt;
ssl_verify_clienton;
ssl_protocolstlsv1tlsv1.1tlsv1.2;
ssl_ciphersecdhe-ecdsa-aes256-gcm-sha384:ecdhe-rsa-aes256-gcm-sha384:ecdhe-ecdsa-aes256-sha384:ecdhe-rsa-aes256-sha384:ecdhe-ecdsa-aes128-gcm-sha256:ecdhe-rsa-aes128-gcm-sha256:ecdhe-ecdsa-aes128-sha256:ecdhe-rsa-aes128-sha256:ecdhe-ecdsa-rc4-sha:!ecdhe-rsa-rc4-sha:ecdh-ecdsa-rc4-sha:ecdh-rsa-rc4-sha:ecdhe-rsa-aes256-sha:!rc4-sha:high:!anull:!enull:!low:!3des:!md5:!exp:!cbc:!edh:!kedh:!psk:!srp:!kecdh;
ssl_prefer_server_cipherson;
indexindex.htmlindex.htmindex.php;
root/data/www;
location~.*\.(php|php5)?$
{
#fastcgi_passunix:/tmp/php-cgi.sock;
fastcgi_pass127.0.0.1:9000;
fastcgi_indexindex.php;
includefastcgi.conf;
}
location~.*\.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf)$
{
expires30d;
}
location~.*\.(js|css)?$
{
expires1h;
}
###thisistouseopenwebsitelianjielikeonapache##
location/{
if(!-e$request_filename){
rewrite^(.*)$/index.php?s=$1last;
break;
}
keepalive_timeout0;
}
location~/.svn/{
denyall;
}
###end##
include/data/server/nginx/conf/rewrite/test.conf;
access_log/log/nginx/access/access.log;
}</strong>

客户端证书格式转换

<strong>#将文本格式的证书转换成可以导入浏览器的证书
opensslpkcs12-export-clcerts-inclient.crt-inkeyclient.key-outclient.p12</strong>

三、将证书导入浏览器，这里以chrome为例

1、在浏览器窗口右上角找到设置

#2. 設定ウィンドウで詳細設定を見つけます

#3. 管理証明書を見つけます

4. クリックして証明書をインポートし、証明書のパスを選択します。

5. 証明書をインポートした後、サーバーにアクセスできます。データは通常通り

6. クライアント証明書を正常にインポートせずにサーバーにアクセスすると、サーバーはクライアント証明書の検証に失敗し、次のエラーを返します

自己署名証明書が使用されており、パブリック CA によって信頼されていないため、https には赤十字が表示されます。

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