[网络协议]SpringBoot配置Https访问

一、Https协议

• HTTP(Hypertext transfer protocal)是一种详细规定了浏览器和万维网服务器之间相互通信的规则，通过因特网传送万维网文档的数据传送协议。
• HTTPS(Hypertext transfer protocal over Secure Socket Layer)是以安全为目标的http通道，https的安全基础是ssl,因此加密的详细内容就需要ssl。https协议需要到ca申请证书（一般免费的证书很少）。
• http是超文本传输协议，信息是明文传输的（http协议是不安全的，黑客可以在用户和服务器之间设置拦截器窃取传输的内容。也可以伪造用户提交的表单向服务器发出请求，从而获取到服务器的响应）。https则是具有安全性的ssl加密传输协议，http和https使用的是完全不同的连接方式，用的端口也不一样，前者是80，后者是443。
  

超文本传输安全协议（Https,也被称作HTTP over TLS, HTTP over SSL或者HTTP Secure）是一种网络安全的传输协议，SSL(Secure Socket Layer,安全套接字层)，TLS(Transport Layer Security,传输层安全协议)，HTTPS开发的主要目的，是提供对网络服务器的认证，保证交换信息的机密性和完整性。

SSL是位于可靠的面向连接的网络层协议和应用层协议之间的一种协议。SSL通过相互认证、使用数字签名保证完整性、使用加密确私密性，以实现客户端和服务器之间的安全通讯。该协议由两层组成：SSL加密协议和SSL握手协议。SSL的核心概念：加密算法，数字证书，CA。
TLS用于确保两个通用程序之间提供保密性和数据完整性。该协议由两层组成：TLS记录协议和TLS握手协议（TLS是传输层加密协议，它的前身是SSL协议，如果没有特殊要求，可以简单理解为TLS和SSL都属于同一协议）。

1.1 TLS、SSL加密算法

加密算法严格来说属于编码学（密码编码学），编码是信息从一种形式或格式转换为另一种形式的过程，解码是编码的逆过程（对应密码学中的解密）。加密算法主要分为两类，对称加密算法和非对称加密算法。

• 在对称加密算法中，使用的密钥只有一个，发收信双方都使用这一个密钥进行加密和解密，这就要求解密方事先知道加密密钥。
  

• 非对称加密算法需要两个密钥，公开密钥和私有密钥，公开密钥与私有密钥是一对，如果用公开密钥进行数据加密，只有用对应的私有密钥才能解密，服务器端发送加密锁给客户端，公开密钥需要定期更换。
  

• 身份认证是建立每一个TLS连接不可或缺的部分，比如你有可能跟任何一方建立一个加密的通道，包括攻击者，除非我们确保通信的，在开始加密通道之前。服务端是我们可以信任的，否则所有的加密（保密）工作都没有任何作用，而身份认证的方式就是通过证书以数字方式签名的声明，它将公钥与持有相应私钥的主体（个人、设备或服务）身份绑定在一起，通过在证书上签名，CA可以核实与证书上公钥相对应的私钥为证书所指定的主体所拥有。客户端和服务器首先必须建立连接和交换参数，这个过程叫握手。
  

1.2 OpenSSL签发证书

OpenSSL是为网络通信提供安全及数据完整性的一种安全协议，囊括了主要的密码算法、常用的密钥和证书封装管理功能以及SSL协议，并提供了丰富的应用程序供测试或其他目的使用。通过在一定范围内部署一台CA(Certificate Authority)服务器，可以实现局域网内的证书认证和授权，保证数据传输的安全性，也可以通过具体的部署实践，了解国际上大型CA机构的工作原理，为企业级的证书管理提供知识积累。

使用centos7签发证书流程如下：

• 签发CA根证书

  1.生成CA密钥对(密钥对长度2048字节)
  openssl genrsa -out /usr/local/srv/ftp/cas/cakey.pem 2048 RSA
  
  2.生成根证书签发申请(证书访问时已域名出现)
  openssl req -new -key /usr/local/srv/ftp/cas/cakey.pem -out /usr/local/srv/ftp/cas/cacert.csr -subj /CN=cas.com
  
  3.根证书签发
  openssl x509 -req -days 3650 -sha1 -extensions v3_ca -signkey /usr/local/srv/ftp/cas/cakey.pem -in /usr/local/srv/ftp/cas/cacert.csr -out /usr/local/srv/ftp/cas/ca.cer

• 签发服务器证书

  1.生成服务器私钥
  openssl genrsa -aes256 -out /usr/local/srv/ftp/cas/server/server-key.pem 2048
  
  2.生成服务器证书签发申请
  openssl req -new -key /usr/local/srv/ftp/cas/server/server-key.pem -out /usr/local/srv/ftp/cas/server/server.csr -subj /CN=cas.com
  
  3.生成服务器证书
  openssl x509 -req -days 3650 -sha1 -extensions v3_req -CA /usr/local/srv/ftp/cas/ca.cer -CAkey /usr/local/srv/ftp/cas/cakey.pem -CAserial /usr/local/srv/ftp/cas/server/ca.srl -CAcreateserial -in /usr/local/srv/ftp/cas/server/server.csr -out /usr/local/srv/ftp/cas/server/server.cer

• 签发客户端证书

  1.生成客户端私钥
  openssl genrsa -aes256 -out /usr/local/srv/ftp/cas/client/client-key.pem 2048
  
  2.生成客户端证书申请
  openssl req -new -key /usr/local/srv/ftp/cas/client/client-key.pem -out /usr/local/srv/ftp/cas/client/client.csr -subj /CN=cas.com
  
  3.生成客户端签发证书
  openssl x509 -req -days 365 -sha1 -CA /usr/local/srv/ftp/cas/ca.cer -CAkey /usr/local/srv/ftp/cas/cakey.pem -CAserial /usr/local/srv/ftp/cas/server/ca.srl -in /usr/local/srv/ftp/cas/client/client.csr -out /usr/local/srv/ftp/cas/client/client.cer

• 生成Java证书（证书转换）

  1.生成客户端证书
  openssl pkcs12 -export -clcerts -name cas-client -inkey /usr/local/srv/ftp/cas/client/client-key.pem -in /usr/local/srv/ftp/cas/client/client.cer -out /usr/local/srv/ftp/cas/client/client.p12
  
  2.生成服务器证书
  openssl pkcs12 -export -clcerts -name cas-server -inkey /usr/local/srv/ftp/cas/server/server-key.pem -in /usr/local/srv/ftp/cas/server/server.cer -out /usr/local/srv/ftp/cas/server/server.p12
  
  3.服务器证书导入本机受信任证书
  keytool -importcert -trustcacerts -alias cas.com -file /usr/local/srv/ftp/cas/ca.cer -keystore /usr/local/tomcat/ca-trust.p12
  
  4.查看所有证书信息
  keytool -list -keystore /usr/local/srv/ftp/cas/client/client.p12 -storetype pkcs12 -v

二、SpringBoot配置Https

在Tomcat容器或是在SpringBoot项目中配置Https，一般都属于单体应用。实际上的分布式系统应该在Nginx代理上实现Https证书的配置。

2.1 生成证书

keytool -genkey -alias tomcat -keyalg RSA -keystore ./server.keystore 

执行上面的命令将会生成一个erver.keystore的证书文件，将此文件拷贝到资源目录中。

2.2 修改配置

application.yml支持如下配置信息：

修改application.yml文件：

server:
  port: 443 # https默认访问端口
  ssl:
    key-store: classpath:server.keystore # 证书存放的位置
    key-alias: tomcat # 证书别名
    key-store-type: JKS # P12证书格式
    key-store-password: 123456

编写SpringBoot启动类：

@Controller
@SpringBootApplication
public class StartSpringBoot {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(StartSpringBoot.class, args);
    }

    @ResponseBody
    @RequestMapping("/home")
    public String home() {
        return "<h1>hello springboot !!! </h1>";
    }
}

启动项目，发现Tomcat在443端口进行了启动：

访问https://localhost/home :

2.3 配置转换器

既然已经配置了https访问，那么原来使用http协议进行访问的路径也应该重定向到https路径下，这里仅以tomcat为例，新建配置类：

@Configuration
public class HttpConnectorConfig {

    /**
     * 获取Http连接器
     * @return Connector
     */
    public Connector getHttpConnector() {
        Connector connector = new Connector("org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol");
        connector.setScheme("http"); // 使用http协议
        connector.setSecure(false); // 非安全传输
        connector.setPort(80); // HTTP监听端口
        connector.setRedirectPort(443); // 重定向端口
        return connector;
    }

    @Bean
    public TomcatServletWebServerFactory tomcatServletWebServerFactory() {
        TomcatServletWebServerFactory tomcat = new TomcatServletWebServerFactory() {
            @Override
            protected void postProcessContext(Context context) {
                SecurityConstraint securityConstraint = new SecurityConstraint();
                securityConstraint.setUserConstraint("CONFIDENTIAL"); // 设置约束
                SecurityCollection collection = new SecurityCollection();
                collection.addPattern("/*"); // 所有的路径全部进行重定向处理
                securityConstraint.addCollection(collection);
                context.addConstraint(securityConstraint);
            }
        };
        tomcat.addAdditionalTomcatConnectors(getHttpConnector()); // 添加连接器
        return tomcat;
    }
}

重新启动项目，发现项目同时监听了80和443端口。

访问：http://localhost/home 发现自动跳转为https访问。