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JAVA调用U盾 UKEY（网上交易安全认证）.doc
网上交易-使用 JAVA 调用 U 盾进行客户认证的 total solution
一、通过用户名和密码来进行认证的弊病
我们有一个网站，为了保证用户在线交易传输数据的安全性，我们会启用一个
HTTPS/SSL：
但是，对于一些网上银行或者是网购来说，黑客特别喜欢攻击这样的网站， 有一种攻击手
法叫 MIMAT（中间者攻击）， 伪造 SSL 证书，让客户端的 HTTP 流，流到他那边去， 然
后再进一步用暴力破解，来破解你 HTTP 传输时的密码。
一、改进的交易流程
我们假设密码已经被 MIM 拿到了，拿到就拿到呗，大家知道工商银行网上转贴划款时除了
输入用户名和密码外,还会在点”下一步”时,跳出一个页面,让你插上你的 U 盾,然后再送一下
交易密码的过程吧?
这个就是”电子签名认证”
二、先来回顾一下什么叫电子签名：
公钥加密，私钥解密
私钥签名，公钥认证
A 用自己的私钥，对 abcdefg 进行 sign，sign()函数返回一个 byte[]，这就是电子签名。
举例：
1.
2. 把 A 的公钥和签名送到公行后台
3. 工行先看 A 的密码输的对不对，做一个数据库校验
工行用 A 的公钥对 A 的签名做 verify 运算，也得到一个 byte[]
4. 工行把工发过来的签名 byte[]和用 A 的公钥做 verify()后的 byte[]， 两个 byte[]进行
booleanverified = sig.verify(dcByPriv);
5. 如果 verified 为 true，代表 A 一定是客户 A 本人且是工行的客户（当然，A 如果被人
杀了，并且 A 的私钥被杀他的人获得了这个不能算工行的责任）
三、用 JAVA 实现签名过程
于是， 根据上述过程先做一个 POC， 用 JAVA 来做电子签名认证，代码如下：
import java.security.*;
public class SimpleSignature {
private static void digitalSign(String text)throws Exception{
KeyPairGenerator kpg = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
kpg.initialize(1024);
KeyPair keyPair = kpg.generateKeyPair();
byte[] data = text.getBytes("UTF8");
Signature sig = Signature.getInstance("MD5WithRSA");
sig.initSign(keyPair.getPrivate());
sig.update(data);
byte[] signatureBytes=sig.sign();
System.out.println("Signature:\n"+Base64.encode(signatureBytes));
sig.initVerify(keyPair.getPublic());
sig.update(data);
boolean verified = false;
try{
verified = sig.verify(signatureBytes);
}catch(SignatureException se){
se.printStackTrace();
verified = false;
}
if(verified){
System.out.println("Signature verified.");
System.out.println("Signature did not match.");
}else{
}
}
public static void main(String[] args){
try{
String text="abc";
digitalSign(text);
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
}
四、运用证书解决公钥，私钥传输的问题
1. 生成自签名 CA 根证书
openssl genrsa -des3 -out ca.key 1024
openssl rsa -in server.key -out ca.key
openssl req -new -x509 -keyout ca.key -out ca.crt
2. 生成 Web 服务器证书
openssl genrsa -des3 -out shnlap93.key 1024
openssl rsa -in shnlap93.key -out shnlap93.key
openssl req -new -key shnlap93.key -out shnlap93.csr
openssl ca -in shnlap93.csr -out shnlap93.crt -cert ca.crt -keyfileca.key
3. 生成客户端证书
openssl genrsa -des3 -out client.key 1024
openssl rsa -in shnlap93.key -out client.key
openssl req -new -key client.key -out client.csr
openssl ca -in client.csr -out client.crt -cert ca.crt -keyfile ca.key
4. 把 shnlap93.crt 装在服务器上
客户端的 IE 导入 client.crt（此处必须把 crt 再转成 p12 格式）导入：
openssl pkcs12 -export -inkey client.key -in client.crt -out client.p12
1. 大家看到第 4 步中的那个 key 了吧，这个 key 就是客户端的私钥
大家看到第 4 步中的那个 crt 文件了吧？那个文件里存着客户端的公钥（不是那个.key 文件
啊）
2. 写一个 servlet，客户端访问这个 servlet 时，该 servlet 自动从客户端的 IE 获取
client.p12，然后把里面的公钥抽出来（由于是公钥，公开的，所以这个不存在安全不安全
的因素）
3. 服务器拿着该客户的私钥（此处我们先用这种方法来做），下面会讲更高级的 U 盾存
客户端私钥的做法）
一、然后套用（用 JAVA 实现签名过程）中的算法，就可以实现使用证书来进行客户端和服
务器的认证啦
需要解决的问题：
Servlet 如何读客户端的认证
1.
很多网上的朋友都说
“我用 X509Certificate[]certs = (X509Certificate[])
request
09Certificate");
.getAttribute("javax.servlet.request.X5
得到的证书是个 null”
几乎没有答案，这边给出解决方案
a. 客户端访问这个 servlet，客户端和放这个 servlet 的 j2eeapp 必须实现“双向认证”
b.
J2ee app 端（假设我们这边用 TOMCAT 实现），在实现双向认证后，其实还不够，
需要加一个参数，很多人可能没注意到这个参数，下面给出方案：
下面是我们的 servlet 的核心片段， 拿客户端 IE 的公钥，拿网站某个目录摆放的私钥，然
后调用标准的 JAVA 电子签名
private PublicKey getPubKeyFromIE(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
System.out.println("...security receive done..." + request.getScheme());
String issue, after, before, subject;
String serialno, signalg;
int version;
String cipherSuite = "";
PublicKey pk = null;
try {
cipherSuite = (String) request
.getAttribute("javax.servlet.request.cipher_suite");
System.out.println("cipherSuite=====" + cipherSuite);
// response.setContentType("text/plain");
// FileInputStream fis = new FileInputStream("d://paramita.cer ");
PrintWriter out = response.getWriter();
if (cipherSuite != null) {
X509Certificate[] certs = (X509Certificate[])
request
.getAttribute("javax.servlet.request.X509Certificate");
/* ibm http server us followings */
// X509Certificate[] certs = (X509Certificate[]) request
// .getAttribute("javax.net.ssl.peer_certificates");
if (certs != null) {
if (certs.length > 0) {
X509Certificate t = certs[0];
pk = t.getPublicKey();
}
} else {
if ("https".equals(request.getScheme())) {
out.println("This was an HTTPS request, "
+ "but no client certificate is available");
} else {
out.println("This was not an HTTPS request, "
+ "so no client certificate is available");
}
}
}
return pk;
} catch (Exception e) {
throw new ServletException(e);
}
}
二、私钥放在 U 内形成 U 盾
看到这边，大家已经蛋疼了吧？
要不要喝口水？
只有平时多蛋疼，真的碰到问题时才不会疼，这就叫“老乱”。
1. 去买个支持安装 RSA，加密，解密的证书的 U 盘吧，不贵，几十块钱，随盘一起赠送
一套软件，用这套软件把（pkcs8_der.key）经过 OPENSSL 转换过后的私钥 write 进去吧
（通过随盘自带的工具吧，这个不说了，因为每个人买的 U 盘所带的工具都不一样。
2. 写个 applet，这个 applet 就一个输入框，用于让客户输入密码使用
3. 然后使用 javascript 调用 applet，读客户本地的 U 盘，把私钥读出来，然后该 APPLET
用读出的私钥和客户输入的密码进行签名，把签完名后的 byte[]转成 base64，加上客户端
输入的密码一起 post 到我们刚才写的那个 servlet 中去。
4. 客户端安装由网站颁放的证书（P12 格式导入 IE 的“个人信任域中”）
5. 我们的那个 servlet 从客户端的 IE 得到证书，导出公钥，拿公钥+签名后的 byte[]再做
一个 verify()， true 代表认签，false 代表失败（不管失败原因），反正这个客户认签失败。
6. 以上这一步其实已经认证通过了，这时可以把客户输入的用户名和密码进行一次基于
数据库或者是 LDAP 的 authentication，这样就可以保证是这个客户本人在进行交易了。
此处，需要解决的技术问题有两此：
APPLET 调用本地 U 盘
a.
b. 如何使用 java script 调用 U 盘
下面给出详细解决方案：
a. 你买 U 盘时一定要记得它是支持 JAVA 调用的啊，一般 U 盘厂商会提供一个 DLL，如：
abc.dll，然后 JAVA 通过 JNI 调用这个 dll，看到这边不要怕，厂商会提供完整的 sample 和
api 告诉你怎么调用该 DLL 的，照着 SAMPLE 写就行。
如果 applet 要调用客户端的 u 盘，该 dll 可以通过 installshield 等安装分发工具制作成分发
包给客户自行安装。
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