Spring Boot 实现https ssl免密登录(X.509 pki登录)

要让项目实现 ssl 免密登录，首先需要开启 https 。

所以先从 Spring Boot 如何开启 https 说起。

创建服务端证书

为了开启 https ，我们需要一份证书。

实际开发中，会在网上申请一个机构颁发的证书。这里为了方便，我会使用 openssl 命令自己生成一个证书来使用。

openssl req -x509 -sha256 -days 3650 -newkey rsa:4096 -keyout rootCA.key -out rootCA.crt

所有的密码都是 123456 ，然后根据提示输入相关信息就好，如果嫌麻烦也可以直接回车跳过。

这样我们就得到了证书 rootCA.crt 和私钥 rootCA.key 。

要在 Spring Boot 中实现服务器端 X.509 身份验证，还需要给我们的服务端也生成一个证书。

openssl req -new -newkey rsa:4096 -keyout localhost.key -out localhost.csr

同样，密码是 123456 ，文件名 localhost 可以自行修改。

接下来就是用 rootCA 给我们的服务端证书做签名了，在此之前，我们先写一个配置文件，里面写有一些基本的配置

vi conf.config

authorityKeyIdentifier=keyid,issuer
basicConstraints=CA:FALSE
subjectAltName = @alt_names
[alt_names]
DNS.1 = localhost

其中 DNS.1 的值就是你的域名，比如 www.segmentfault.com ， localhost 等等。如果这里填错了，访问网站时，浏览器会提示网站不安全。

然后给服务端证书签名，会提示你输入 rootCA 的密码

openssl x509 -req -CA rootCA.crt -CAkey rootCA.key -in localhost.csr -out localhost.crt -days 365 -CAcreateserial -extfile conf.config

成功后，让我们查看一下证书的信息

openssl x509 -in localhost.crt -text

最后再将签名证书和私钥打包到 PKCS 文件中

openssl pkcs12 -export -out localhost.p12 -name "localhost" -inkey localhost.key -in localhost.crt

这条指令会要你先输入 localhost.key 的密码，然后再要你定义 localhost.p12 的密码。 localhost.p12 这个密码一定要记住，因为在 Spring 的配置文件中有用到。

另外需要特别注意的是， Spring 配置文件中 server.ssl.keyAlias 的值，就是命令中的 localhost（-name "localhost"） 。

Spring Boot开启https

把 localhost.p12 复制到 resources 目录下之后编译项目

修改application.properties文件

server.port=8888
server.ssl.key-store=classpath:localhost.p12
server.ssl.key-store-password=123456
server.ssl.keyStoreType=PKCS12
server.ssl.keyAlias=localhost

在 chrome://settings/security 中，选择 受信任的根证书颁发机构 导入 rootCA.crt

这时启动项目，就可以使用 https 访问网站了，而且浏览器提示网站时安全的。

创建信托证书

信托证书中会存有 信任的外部实体的证书

这里我们只要将 rootCA.crt 添加进去就可以了

keytool -import -trustcacerts -noprompt -alias ca -ext san=dns:localhost,ip:127.0.0.1 -file rootCA.crt -keystore localhost.jks

然后将 localhost.jks 添加到项目中，并修改配置文件

application.properties添加：

server.ssl.trust-store=classpath:localhost.jks
server.ssl.trust-store-password=123456
server.ssl.client-auth=need

注意：此时由于添加了server.ssl.client-auth=need，因为没有添加个人证书，所以这个时候刷新页面，项目会无法访问，如果想要同时兼任普通登录，可以将need改成want，但是want只会在第一次访问页面时才会向客户索取个人证书

创建客户端证书

现在创建一个客户端的证书，步骤和服务端的差不多一样。

openssl req -new -newkey rsa:4096 -nodes -keyout shurlormes.key -out shurlormes.csr

在生成客户端证书时，那些信息不建议跳过，因为在后续的步骤中，会获取其中的信息用以登录。比如我在 Common Name 处填写的信息，就是等下用来登录的用户名。

接下来用 RootCA 给客户端证书签名

openssl x509 -req -CA rootCA.crt -CAkey rootCA.key -in shurlormes.csr -out shurlormes.crt -days 365 -CAcreateserial

然后再将签名证书和私钥打包到 PKCS 文件中

openssl pkcs12 -export -out shurlormes.p12 -name "shurlormes" -inkey shurlormes.key -in shurlormes.crt

最后在 chrome://settings/security 选择 个人证书 把 shurlormes.p12 导入，期间会要你输入它的密码。

这时候刷新页面，浏览器就会弹出一个对话框，让你选择个人认证了。

Spring Boot获取个人证书信息

恭喜你，到了这一步， pki 登录已经完成了 99% 了。接下来就是通过 request 获取证书信息，然后处理字符串，拿到用户名做登录即可。

@RequestMapping("/login")
public String login(HttpServletRequest request) {
  X509Certificate[] certs = (X509Certificate[]) request.getAttribute("javax.servlet.request.X509Certificate");
  if(certs != null) {
    X509Certificate gaX509Cert = certs[0];
    String dn = gaX509Cert.getSubjectDN().toString();
    System.out.println("个人证书信息:" + dn);
    String username = "";
    String[] dnArray = dn.split(",");
    for (String dnItem : dnArray) {
      String[] dnInfo = dnItem.split("=");
      String key = dnInfo[0];
      String value = dnInfo[1];
      if("cn".equalsIgnoreCase(key.trim())) {
        username = value;
        break;
      }
    }
    System.out.println("用户名:" + username);

    if(!StringUtils.isEmpty(username)) {
      SecurityContext securityContext = SecurityContextHolder.getContext();
      User userDetails = new User(username, "", Collections.EMPTY_LIST);
      securityContext.setAuthentication(new UsernamePasswordAuthenticationToken(userDetails, "", Collections.EMPTY_LIST));
      return "redirect:/";
    }

  }
  return "login";
}

Spring Boot 同时开启http和https

相信大家都发现了，现在项目只能通过 https 访问，如果用 http 访问浏览器直接返回 Bad request 了。

要同时开启 https 和 http ，只需添加一个 TomcatConfig 就可以

@Configuration
public class TomcatHttpConfig {
  @Bean
  public TomcatServletWebServerFactory servletContainer() {
    TomcatServletWebServerFactory tomcat = new TomcatServletWebServerFactory();
    tomcat.addAdditionalTomcatConnectors(initiateHttpConnector());
    return tomcat;
  }

  private Connector initiateHttpConnector() {
    Connector connector = new Connector("org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol");
    connector.setScheme("http");
    connector.setPort(9999);
    connector.setSecure(false);
    return connector;
  }
}

这时候启动项目，注意看控制台打印的信息。

说明已经成功启动 http 在端口 9999 ， https 在 8888 ，页面也可以成功访问了。

Spring Boot http自动跳转https

上面我们已经可以同时访问 htt p和 https ，但如果我要访问 http 的时候，自动跳转的 https 呢？

只需要在上面的基础上稍微改改就可以了。

@Configuration
public class TomcatHttpConfig {
  @Bean
  public TomcatServletWebServerFactory servletContainer() {
    TomcatServletWebServerFactory tomcat = new TomcatServletWebServerFactory() {
      @Override
      protected void postProcessContext(Context context) {
        SecurityConstraint securityConstraint = new SecurityConstraint();
        securityConstraint.setUserConstraint("CONFIDENTIAL");
        SecurityCollection collection = new SecurityCollection();
        collection.addPattern("/*");
        securityConstraint.addCollection(collection);
        context.addConstraint(securityConstraint);
      }
    };
    tomcat.addAdditionalTomcatConnectors(initiateHttpConnector());
    return tomcat;
  }

  private Connector initiateHttpConnector() {
    Connector connector = new Connector("org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol");
    connector.setScheme("http");
    connector.setPort(9999);
    connector.setSecure(false);
    connector.setRedirectPort(8888);
    return connector;
  }
}

踩坑总结

• 把服务端证书p12文件添加到项目resources后，记得rebuild项目，否则target的classes中没有生成证书文件，会导致项目启动失败。
• application.properties中的server.ssl.keyAlias需要和生成p12文件的-name一致，否则也会导致项目无法启动。
• 如果要指定域名，需要修改conf.confg中的DNS.1，否则浏览器会提示网站不安全。

代码地址

https://github.com/Shurlormes/pkilogin

参考资料

https://www.baeldung.com/x-509-authentication-in-spring-security

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