NSSL的单向认证和双向认证

环境准备：CA环境：192.168.42.132，服务端（NGINX服务器）：192.168.42.134，客户端（产生client的证书文件,p12文件，导入到浏览器中）：192.168.42.128

1.单向认证

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。

单向认证的过程：

一、在CA端：

#生成CA私钥
openssl genrsa -out private/ca.test.private.key 1024

#生成根证书申请，域名为ca.admin
openssl req -new -key private/ca.test.private.key -out private/ca.test.request.csr

#生成根证书
openssl x509 -req -days 3655 -in private/ca.test.request.csr -signkey private/ca.test.private.key -out private/ca.test.sign.crt

#生成证书吊销列表
openssl ca -gencrl -out private/ca.test.revocation.crt -crldays 7

二、在Server端：

#生成服务端的私钥
openssl genrsa -out server/server.key 1024

#生成服务器证书申请
openssl req -new -key server/server.key -out server/server.csr

#将SERVER端生成证书请求发往CA端做签名
openssl ca -in server/server.csr -cert private/ca.test.sign.crt -keyfile private/ca.test.private.key -out server/server.crt

在Nginx做相关的配置：

    # HTTPS server
    #
    server {
        listen       443 ssl;
        #server_name  a.server;

        ssl_certificate     /home/lianggaohua/ca/server/server.crt; 　　#服务端证书文件
        ssl_certificate_key  /home/lianggaohua/ca/server/server.key;　　#服务端私钥
        #ssl_client_certificate /home/lianggaohua/ca/server/ca.test.sign.crt;　　#CA用于认证客户端证书
        #ssl_verify_client off;　　#需要验证客户端证书的时候需要将参数修改为on

        ssl_session_cache    shared:SSL:1m;
        ssl_session_timeout  5m;

        ssl_ciphers  HIGH:!aNULL:!MD5;
        ssl_prefer_server_ciphers  on;

        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
        }
    
    location /ngx_status
    { 
               stub_status on;
            access_log off;
        }
    }

在浏览器，需要导入CA的证书。这样服务端返回服务端证书和公钥的时候，客户端通过导入的CA证书即可通过认证。

2.双向认证

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

三、在客户端生产证书请求，并发送给CA做签名

#生成带密码的客户端私钥，密码000000
openssl genrsa -des3 -out client.key 2048

#生成证书请求，域名需要与服务器端一致
openssl req -new -key client.key -out client.csr

#交给CA做签名
openssl ca -days 1800 -in client/client.csr -cert private/ca.test.sign.crt -keyfile private/ca.test.private.key -out client/client.crt

#利用返回的公钥和客户端证书合成p12文件
openssl pkcs12 -export clcerts -in client.crt -inkey client.key -out client.p12

将p12文件导入到浏览器，即可实现双向认证的过程。

在nginx中配不同的端口，实现不同的认证方式访问不同的页面：

    server {
        listen       443 ssl;
        #server_name  b.client;

        ssl_certificate     /home/lianggaohua/ca/server/server.crt; 
        ssl_certificate_key  /home/lianggaohua/ca/server/server.key;
        ssl_client_certificate /home/lianggaohua/ca/server/ca.test.sign.crt;
        ssl_verify_client on;

        ssl_session_cache    shared:SSL:1m;
        ssl_session_timeout  5m;

        ssl_ciphers  HIGH:!aNULL:!MD5;
        ssl_prefer_server_ciphers  on;

        location / {
            root   html1;
            index  index.html index.htm;
        }
    
    location /ngx_status
    { 
               stub_status on;
            access_log off;
        }
    }

    server {
        listen       8443 ssl;
        #server_name  b.client;

        ssl_certificate     /home/lianggaohua/ca/server/server.crt; 
        ssl_certificate_key  /home/lianggaohua/ca/server/server.key;
    ssl_verify_client off;

        ssl_session_cache    shared:SSL:1m;
        ssl_session_timeout  5m;

        ssl_ciphers  HIGH:!aNULL:!MD5;
        ssl_prefer_server_ciphers  on;

        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
        }
    
    location /ngx_status
    { 
               stub_status on;
            access_log off;
        }
    }