HTTPS雙向認證解析

一、HTTPS雙向認證意義

HTTPS雙向認證也稱為客戶端認證，是一種加強Web服務安全性的機制，它不僅要求伺服器端提供數字證書，還需要客戶端同樣提供相關的客戶端證書，才能建立安全通道並進行通信。相比單向認證，雙向認證能進一步保證數據傳輸的安全。

HTTPS雙向認證主要在一些對信息保密性和安全性要求較高的場景使用，例如金融和電子商務等領域中，以及大型企業內部的網路通信等。

而對於一般的網站應用來說，如果採用HTTPS雙向認證可能會增加繁瑣的證書過期、證書續簽、證書管理和部署難度等。

二、HTTPS雙向認證客戶端

HTTPS雙向認證客戶端一般是指發送請求的瀏覽器，客戶端需要在請求中攜帶客戶端證書以進行雙向認證。而伺服器會對客戶端證書進行驗證，只有驗證通過才能建立安全連接。

對於一些高信任場景的Web應用，客戶端證書意味著客戶端的身份認證，同時也增加了安全性。

在實際應用中，為了保證證書的安全性，客戶端證書不應該通過常規的通道直接獲取，而應該通過內部證書頒發機構(CA)進行頒發和管理。

三、HTTPS雙向認證問題

HTTPS雙向認證的實現通常會面臨以下問題：

1. 證書管理的問題。HTTPS雙向認證需要客戶端和伺服器雙方提供證書，因此證書管理比單向身份認證更加繁瑣。Client端證書需要在客戶端施加保護措施，這是一項複雜的任務。

2. 證書強制更新的問題。證書到期或失去信任（例如由於發現證書私鑰已經泄露）時，必須進行證書強制更新。特別是在大型企業內部使用HTTPS時，需要更好地管理應用程序和證書的關係。

3. 證書吊銷的問題。出現證書泄露或其他安全問題時，需要吊銷證書以保持安全。但吊銷客戶端證書通常比吊銷Server端證書更困難。

四、HTTPS雙向認證過程

HTTPS雙向認證過程中，主要包括以下幾個步驟：

1. 客戶端請求

    
        GET /index.html HTTP/1.1
        Host: www.example.com

2. 伺服器響應

    
        HTTP/1.1 401 Unauthorized
        WWW-Authenticate: SSLv3/TLSv1.2
        Server certificate (optional)

3. 客戶端發送證書

如果客戶端上沒有任何證書，瀏覽器會提示客戶端從配置文件或內部ca列表中選擇一個證書，否則，會將自己的證書發給伺服器，證書信息通常包括公鑰、版本、CA信息和其他詳細信息。

    
        SSLv3/TLSv1.2 Certificate, ClientHello
        Client Key Exchange: ClientKeyExchange
        Change cipher spec: Encrypted Handshake Message

4. 伺服器返回證書

伺服器驗證客戶端的證書後，如果通過驗證，則返回伺服器證書以及伺服器公鑰等信息。

    
        SSLv3/TLSv1.2 Certificate, ServerHello
        Server Key Exchange: ServerKeyExchange
        Server certificate: SSLv3/TLSv1.2 Certificate, Certificate Authorities
        Change cipher spec: Encrypted Handshake Message

5. 客戶端驗證證書

客戶端會通過自己本地預置的CA證書頒發機構對伺服器的證書進行驗證，並判斷是否合法和安全。

6. 伺服器發送響應

如果伺服器發現客戶端合法且獨立認證，則會向其發送響應。

    
        HTTP/1.1 200 OK
        Content-type: text/html
        Content-length: 167

五、HTTPS雙向認證代碼

以下是HTTPS雙向認證的Java代碼示例：

    
        public class HttpsUtil {
            public static void main(String[] args) {
                try {
                    KeyStore clientKeyStore = KeyStore.getInstance("jks");
                    clientKeyStore.load(new FileInputStream("client.keystore"), "123456".toCharArray());
                    KeyManagerFactory kmf = KeyManagerFactory.getInstance("SunX509");
                    kmf.init(clientKeyStore, "123456".toCharArray());
        
                    KeyStore trustKeyStore = KeyStore.getInstance("jks");
                    trustKeyStore.load(new FileInputStream("client.truststore"), "123456".toCharArray());
                    TrustManagerFactory tmf = TrustManagerFactory.getInstance("SunX509");
                    tmf.init(trustKeyStore);
        
                    SSLContext sslContext = SSLContext.getInstance("SSL");
                    sslContext.init(kmf.getKeyManagers(), tmf.getTrustManagers(), null);
                    URL url = new URL("https://localhost:8443/secure/index.html");
        
                    HttpsURLConnection conn = (HttpsURLConnection) url.openConnection();
                    conn.setSSLSocketFactory(sslContext.getSocketFactory());
                    conn.setRequestMethod("GET");
                    conn.setDoOutput(true);
                    BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(conn.getInputStream()));
                    String response = in.readLine();
                    in.close();
                    System.out.println(response);
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }

六、HTTPS雙向認證如何改成單向

為了將HTTPS雙向認證改為單向認證，只需要在伺服器端關閉請求的客戶端證書，並將客戶端請求中的證書信息刪除即可，例如在Nginx配置中實現如下：

    
        server {
            listen 443 ssl;
            server_name example.com;
            ssl_certificate cert.pem;
            ssl_certificate_key cert.key;
            # 關閉客戶端認證
            ssl_verify_client off;
            # 刪除客戶端證書信息
            ssl_client_certificate /dev/null;
        }

七、HTTPS雙向認證客戶端證書會過期不

客戶端證書也是有過期時間的，過期後需要進行證書續簽或重新申請證書。默認情況下，客戶端證書的有效期是1年，可以通過調整證書頒發機構的設置來修改這一設置。

八、HTTPS雙向認證配置

以下是一份Nginx的HTTPS雙向認證的配置文件示例：

    
        worker_processes  1;
        events {
            worker_connections  1024;
        }
        http {
            # 配置HTTPS
            server {
                listen 443 ssl;
                server_name example.com;
                ssl_certificate cert.pem;
                ssl_certificate_key cert.key;
                ssl_client_certificate client-trust.pem;
                ssl_verify_client on;
                # 其他參數省略
            }
        }

九、HTTPS雙向認證開啟選取

HTTPS雙向認證開啟選取時，意味著伺服器會在收到客戶端證書時對證書進行驗證，但是如果客戶端沒有提供證書，則允許其進行通信。在Nginx配置中，可以通過將ssl_verify_client參數設置為optional來實現：

    
        server {
            listen 443 ssl;
            server_name example.com;
            ssl_certificate cert.pem;
            ssl_certificate_key cert.key;
            ssl_client_certificate client-trust.pem;
            ssl_verify_client optional;
        }

總結

HTTPS雙向認證是一種加強Web服務安全性的機制，需要客戶端和伺服器雙方提供證書才能建立安全通道並進行通信。儘管證書管理和更新是一個繁瑣的過程，但在一些高信任場景下仍然具有重要的應用價值。同時，通過掌握HTTPS雙向認證的實現過程和相關配置，可以更好地保護Web應用系統的安全性和穩定性。

原創文章，作者：小藍，如若轉載，請註明出處：https://www.506064.com/zh-tw/n/182146.html