1 簡(jiǎn)介

HTTP是不安全的，我們需要給它套上SSL，讓它變成HTTPS。本文章將用實(shí)例介紹Springboot整合HTTPS。

2 密碼學(xué)基礎(chǔ)

要談https就要談Security，自然就要談安全；談及安全，就必然涉及密碼學(xué)的一些知識(shí)。

2.1 密碼體制

要建立一個(gè)密碼體制，需要由五個(gè)空間組成，分別是：

• 明文M：加密前或解密后的信息；
• 密文C：明文加密后的信息；
• 密鑰K：由加密密鑰和解密密鑰組成；
• 加密E：從明文到密文的變換；
• 解密D：從密文到明文的變換。

如圖所示：

2.2 兩種加密方式

2.2.1 對(duì)稱加密

對(duì)稱加密，或者也叫單鑰加密，是指加密密鑰和解密密鑰相同（或者容易由一個(gè)計(jì)算出另一個(gè)）的加密方式。

對(duì)稱加密的主要優(yōu)勢(shì)是：加密、解密運(yùn)算速度快，效率高；

局限性：密鑰分發(fā)復(fù)雜，密鑰管理困難，保密通信系統(tǒng)開放性差，數(shù)字簽名；

代表算法：DES算法、AES算法；

舉個(gè)小例子：

明文為48，加密算法f(x)=8x+71，
則密文C=8*48+71=455
則解密算法為f(x)=(x-71)/8;
則解密后的明文M=(455-71)/8=48；

2.2.2 非對(duì)稱加密

非對(duì)稱加密是指加密和解密分別使用不同的密鑰，并且不能由加密密鑰推導(dǎo)出解密密鑰的加密方式。

主要優(yōu)勢(shì)：密鑰分配簡(jiǎn)單，便于管理，系統(tǒng)開放性好，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字簽名；

局限性：加密、解密運(yùn)算效率較低；

代表算法：RSA算法、ECC算法；

舉個(gè)大例子：

步驟如下：

其中，公鑰＝(E , N) ，私鑰＝(D, N)，對(duì)外，我們只暴露公鑰。

1.找出兩個(gè)質(zhì)數(shù)
隨便找兩個(gè)質(zhì)數(shù)，我們找P=5，Q=11。

2.計(jì)算公共模數(shù)
公共模數(shù)N=P*Q=5*11=55
3.計(jì)算歐拉函數(shù)
φ(N) = (P-1)(Q-1)=4*10=40
4.計(jì)算公鑰E
1 < E < φ(N)，我們?nèi)=13
5.計(jì)算私鑰D
(13*D)%40=1，則取D=37
6.加密
假設(shè)要傳輸?shù)拿魑臑?，使用公鑰(E,N)=(13,55)加密
通過公式C ＝ M^E mod N=8^13%55=28
7.解密
使用密鑰(D,N)=(37,55)解密
解密M ＝C^D mod N=28^37%55=8
另外，我們可以用私鑰加密，公鑰解密，
如明文為2，則用私鑰(37,55)加密密文C=(2^37)%55=7
用公鑰(13,55)解密M=(7^13)%55=2。

至此，整個(gè)非對(duì)稱加密過程演示了一遍，希望大家能理解，特別是非對(duì)稱加密，因?yàn)镠TTPS使用的是非對(duì)稱加密。實(shí)際的使用算法更復(fù)雜，密鑰長(zhǎng)度會(huì)更大。

2.3 證書

要使用SSL，需要有證書，這個(gè)證書文件是包含公鑰密鑰，也就是非對(duì)稱加密中要使用的。

獲取證書有兩種方式：

• 從CA(Certificate Authority)機(jī)構(gòu)獲取，即客戶端會(huì)認(rèn)可的證書，具有公信力；有免費(fèi)也有收費(fèi)的，收費(fèi)的比較穩(wěn)定比較安全。
• 自簽證書，自己制作證書，一般用于測(cè)試，瀏覽器不承認(rèn)。

為方便起見，在本次實(shí)例中使用自簽證書，兩種證書整合過程并無差異。

3 Springboot整合HTTPS

3.1 先讓W(xué)eb跑起來

作為一個(gè)Web應(yīng)用，我們先讓它跑起來，然后再整合https。

（1）引入Web依賴：

<dependency>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>

（2）配置端口：

server.port=80

（3）實(shí)現(xiàn)Contrlloer：

@RestController
public class HelloController {
    @GetMapping("/hello")
    public String hello() {
        return "Welcome to www.pkslow.com";
    }
}

完成上面工作后，啟動(dòng)應(yīng)用即可。

訪問http://localhost/hello 得到下面結(jié)果，說明整個(gè)Web應(yīng)用起來了。

3.2 生成密鑰文件jks

通過命令行生成密鑰文件如下：

keytool -genkey -alias localhost -keyalg RSA -keysize 2048 -sigalg SHA256withRSA -keystore localhost.jks -dname CN=localhost,OU=Test,O=pkslow,L=Guangzhou,C=CN -validity 731 -storepass changeit -keypass changeit

命令行重要參數(shù)的意義：

• alias：密鑰別名，可以隨便起，不沖突就行；
• keyalg：加密算法；
• keysize：密鑰長(zhǎng)度，2048基本就不可能破解了；
• keystore：keystore的文件名；
• dname：這個(gè)很關(guān)鍵，特別是CN=后面要按正確的域名來寫；
• validity：cert的有效期；

執(zhí)行完以上命令后，就會(huì)生成localhost.jks文件，把該文件放到classpath下即可，當(dāng)然也可以放到其它位置，配置文件指定正確即可。

3.3 重新配置并重啟

按照實(shí)際情況重新配置application.properties文件：

server.port=443
server.ssl.enabled=true
server.ssl.key-store-type=jks
server.ssl.key-store=classpath:localhost.jks
server.ssl.key-store-password=changeit
server.ssl.key-alias=localhost

重啟后訪問如下：

發(fā)現(xiàn)有紅色警告，因?yàn)檫@是自簽名的cert，并不被Chrome所認(rèn)可，所以會(huì)校驗(yàn)失敗。以前的Chrome版本只是警告，但還是可以訪問的，現(xiàn)在新版本的已經(jīng)不能訪問了。

通過Postman來訪問便可：

3.4 使用PKS12格式

如果想使用PKCS12替換JKS，命令和配置可以參考下面：

生成密鑰：

keytool -genkey -alias localhost -keyalg RSA -keysize 2048 -sigalg SHA256withRSA -storetype PKCS12 -keystore localhost.p12 -dname CN=localhost,OU=Test,O=pkslow,L=Guangzhou,C=CN -validity 731 -storepass changeit -keypass changeit

配置文件如下：

server.port=443
server.ssl.enabled=true
server.ssl.key-store-type=PKCS12
server.ssl.key-store=classpath:localhost.p12
server.ssl.key-store-password=changeit
server.ssl.key-alias=localhost

總結(jié)

本文簡(jiǎn)單介紹了一些密碼學(xué)的基礎(chǔ)和如何通過Springboot整合HTTPS。

其實(shí)，SSL非常復(fù)雜，知識(shí)點(diǎn)非常多。后續(xù)文章會(huì)繼續(xù)介紹密鑰工具、重定向、Reactive整合、雙向驗(yàn)證等。

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