JAVA中数字证书的维护及生成方

Posted 2020-10-16

　　Java中的keytool.exe可以用来创建数字证书，所有的数字证书是以一条一条(采用别名区别)的形式存入证书库的中，证书库中的一条证书包含该条证书的私钥，公钥和对应的数字证书的信息。证书库中的一条证书可以导出数字证书文件，数字证书文件只包括主体信息和对应的公钥。 
　　每一个证书库是一个文件组成，它有访问密码，在首次创建时，它会自动生成证书库，并要求指定访问证书库的密码。 
　　在创建证书的的时候，需要填写证书的一些信息和证书对应的私钥密码。这些信息包括 CN=xx,OU=xx,O=xx,L=xx,ST=xx,C=xx，它们的意思是： 
　　CN(Common Name名字与姓氏) 
　　OU(Organization Unit组织单位名称) 
　　O(Organization组织名称) 
　　L(Locality城市或区域名称) 
　　ST(State州或省份名称) 
　　C(Country国家名称） 
　　可以采用交互式让工具提示输入以上信息，也可以采用参数:-dname "CN=xx,OU=xx,O=xx,L=xx,ST=xx,C=xx"来自动创建。 
　　1、示例 
　　如下所示一句采用交互式创建一个证书，指定证书库为 abnerCALib，创建别名为abnerCA的一条证书，它指定用RSA算法生成， 
　　且指定密钥长度为 1024，证书有效期为3650天：keytool -genkey -alias abnerCA -keyalg RSA -keysize 1024 -keystore D:/abnerCALib -validity 3650

　　密钥库口令可以自己设置。如下图所示:

　　

　　上图中最后一步，我们输入的是 CN，代表中国的缩写，也可以直接输入“中国”两个字。 

　　● 将证书导出到证书文件 
　　如： keytool -export -alias abnerCA -file d:/abnerCA.cer -keystore d:/abnerCALib 
　　将把证书库 abnerCALib中的别名为abnerCA的证书导出到abnerCA.cer证书文件中， 
　　它包含证书主体的信息及证书的公钥，不包括私钥，可以公开，如下图所示 :

　　

　　2、通过证书文件查看证书的信息 
　　通过命令: keytool -printcert -file d:/abnerCA.cer可以查看证书文件的信息。 
　　也可以在 windows中双击产生的证书文件直接查看。 

数字证书的签发（签名） 
　　我们在上面创建好了数字证书，但这些数字证书还没有经过权威 CA的证实（即签名）。一般情况下，我们需要将这些证书发送给权威的CA，并申请其签名以确认数字证书让客户信任。 
　　下面我们将模仿自己是一个权威的数字证书认证机构 CA，这个机构将采用自己的私钥来签发其它的证书。这个签发过程是这样的：我们自己是CA，我们自己有一个自签的数字证书存入数字证书库中。在数字证书库中的这个我们的CA数字证书，它含有私钥，公钥和我们这个CA的主体信息。下面这一个指令可以创建一个CA的自签的数字证书： 
　　 keytool –genkey –dname “CN=美森系统软件有限公司,OU=美森系统软件有限公司,O=美森系统软件有限公司,L=成都市,ST=四川省,C=中国” –alias MissionCA –keyalg RSA –keysize 1024 –keystore abnerCALib –keypass 200100 –storepass 100200 –validity 3650 
　　上面，我们在 abnerCALib这个数字证书库中创建了一个别名为：missionCA、有效期为3650天、算法为RSA且密钥长度为1024的数字证书，这条证书的私钥密码为：200100，证书库的访问密码为：100200。这条别名为missionCA的证书代表我们自己的权威CA即：美森系统软件有限公司这个权威CA。以后我们将用这个证书来签名其它的数字证书。 
　　现在我要给自己申请一个数字证书，我可以这么做：先在数字证书库中创建一条证书： 
　　keytool –genkey –dname “CN=柴政,OU=美森系统软件有限公司,O=美森系统软件有限公司,L=成都市,ST=四川省,C=中国” –alias abnerCA –keyalg RSA –keysize 1024 –keystore abnerCALib –keypass 200100 –storepass 100200 –validity 3650 
　　这样创建了一个别名为 abnerCA的数字证书，我们可以将它导出为cer文件（见前）。 
　　接着，我们可以用上一步生成的 CA的自签证书来签名我这个数字证书了。 
　　CA签名数字证书的过程需用以下程序来进行，这个程序是自解释的：

package com.security;  import java.io.*;  import java.security.*;  import java.security.cert.*;  import java.util.*;  import java.math.*;  import sun.security.x509.*;  /**  * ＜p＞Description: 该程序根据签发者（CA）的证书信息（即CA的私钥）来对被签发者  * 的证书进行签名，过程即是使用CA的证书和被签证书来重构形成一个新的证书＜/p＞  * @author abnerchai  * @version 1.0  */  　public class SignCert {  　　public static void main(String[] args) throws Exception{  　　　char[] storepass = "100200".toCharArray(); 　　　//存放CA证书和被签证书的证书库的访问密码  　　　char[] cakeypass = "200100".toCharArray();//CA数字证书条目的访问密码  　　　String alias = "missionCA"; 　　　//CA证书在证书库中的别名，这个CA的证书用来签名其它的证书  　　　String name = "abnerCALib";//存放CA证书和被签证书的证书库的名字  　　　String newLib = "SignedLib"; 　　　//新证书库的名字，如果需要将签名后的证书放入新库，这是新库的名字  　　　char[] newLibPass = "100200".toCharArray();//设置新库的访问密码  　　　String cerFileName = "abnerCA.cer";//被签证书的证书文件名  　　　String aliasName = "abnerCA";//被签证书在证书库中的alias别名  　　　char[] namePass = "200100".toCharArray(); 　　　//被签证书的条目在证书库的私钥密码  　　　int n =3; //被签证书的有效期，以年为单位，以当前时间开始计算  　　　int sn = 200406001; 　　　//序列号可自己定义，这里定义的意义为2004年6月签发，是本年度CA签发的第多少个以001计算，要求唯一  　　　String afteraliasName = "abnerCA_Signed";  　　　//签名后新产生的被签过名的证书在库中的别名  　　　char[] afterNewPass = "200100".toCharArray();  　　　//签名后新产生的被签过名的证书在库的条目的私钥的密码  　　　//装载证书库  　　　FileInputStream in = new FileInputStream(name);  　　　KeyStore ks = KeyStore.getInstance("JKS");//JKS为证书库的类型  　　　ks.load(in,storepass);  　　　//从证书库中读出签发者（CA）的证书  　　　java.security.cert.Certificate cl = ks.getCertificate(alias); 　　　//读出一个CA证书,这里的l是字母l不是数据字1  　　　PrivateKey privateKey = (PrivateKey)ks.getKey(alias,cakeypass); 　　　//根据别名和证书密码读出CA证书的私钥  　　　in.close();  　　　//从证书库中读出的签发者(CA)的证书中提取签发者的信息  　　　byte[] encodl = cl.getEncoded();//提取证书的编码，这里是字母l不是数据字1  　　　X509CertImpl cimpl = new X509CertImpl(encodl); 　　　//这里是字母l不是数据字1，根据证书的编码创建X509CertImpl类型的对象  　　　//根据上面的对象获得X509CertInfo类型的对象，该对象封装了证书的全部内容。  　　　X509CertInfo cinfo_first =  　　　　(X509CertInfo)cimpl.get(X509CertImpl.NAME+"."+X509CertImpl.INFO);  　　　//然后获得X500Name类型的签发者信息  　　　X500Name issuer = (X500Name)  　　　cinfo_first.get(X509CertInfo.SUBJECT+"."+CertificateIssuerName.DN_NAME);  　　　//获取待签发的证书，即获取被签发者的证书  　　　//可从密钥库中获取，也可从导出的证书文件中获取，这里给出两种方式 　　////////////////////////////////////////////////////////////////////////  //方式一、采用从导出的cer文件中获取 start  ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////  /*  　　CertificateFactory cf = CertificateFactory.getInstance("X.509"); 　　//X.509是使用最多的一种数字证书标准  　　FileInputStream in2 = new FileInputStream(cerFileName);//被签证书文件  　　java.security.cert.Certificate c2 = cf.generateCertificate(in2); 　　//生成需要被签的证书  　　in2.close();  　　byte[] encod2 = c2.getEncoded();  　　X509CertImpl cimp2 = new X509CertImpl(encod2);  　　//获得被签证书的详细内容，然后根据这个证书生成新证书  　　X509CertInfo cinfo_second =  　　　(X509CertInfo)cimp2.get(X509CertImpl.NAME+"."+X509CertImpl.INFO);  */  ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////  //end 方式一  ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////  ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////  //方式二、从证书库中读出被签的证书 start  ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////  　　java.security.cert.Certificate c3 = ks.getCertificate(aliasName); 　　//从证书库中读出被签证书，然后生成新的证书  　　byte[] encod3 = c3.getEncoded();  　　X509CertImpl cimp3 = new X509CertImpl(encod3);  　　X509CertInfo cinfo_second =  　　　(X509CertInfo)cimp3.get(X509CertImpl.NAME+"."+X509CertImpl.INFO); ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////  //end方式二  /////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //设置新证书的有效期，使之为当前向后n年有效，新证书的  　　//截止日期不能超过CA证书的有效日期  　　Date beginDate = new Date();  　　Calendar cal = Calendar.getInstance();  　　cal.setTime(beginDate);  　　cal.add(cal.YEAR,n);  　　Date endDate = cal.getTime();  　　CertificateValidity cv = new CertificateValidity(beginDate,endDate);  　　cinfo_second.set(X509CertInfo.VALIDITY,cv);  　　//设置新证书的序列号  　　CertificateSerialNumber csn = new CertificateSerialNumber(sn);  　　cinfo_second.set(X509CertInfo.SERIAL_NUMBER,csn);  　　//设置新证书的签发者  　　cinfo_second.set(X509CertInfo.ISSUER+"."+CertificateIssuerName.DN_NAME,issuer);  　　//新的签发者是CA的证书中读出来的  　　//设置新证书的算法，指定CA签名该证书所使用的算法为md5WithRSA  　　AlgorithmId algorithm = new AlgorithmId(AlgorithmId.md5WithRSAEncryption_oid);  　　cinfo_second.set(CertificateAlgorithmId.NAME+"."+  　　CertificateAlgorithmId.ALGORITHM,algorithm);  　　//创建新的签名后的证书  　　X509CertImpl newcert = new X509CertImpl(cinfo_second);  　　//签名,使用CA证书的私钥进行签名，签名使用的算法为MD5WithRSA  　　newcert.sign(privateKey,"MD5WithRSA");//这样便得到了经过CA签名后的证书  　　//把新证书存入证书库  　　//把新生成的证书存入一个新的证书库，也可以存入原证书库，  　　//存入新证书库，则新证书库中不仅包含原证书库中的所有条目，  　　//而且新增加了一个这次产生的条目。注意，这时，新产生的签名后的证书只  　　//包括公钥和主体信息及签名信息，不包括私钥信息。这里给出两种方式。  ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////  //方式一：存入新密钥库  ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////  /*  ks.setCertificateEntry(afteraliasName,newcert);  FileOutputStream out = new FileOutputStream(newLib);  //存入新库signedLib，并设置新库的库访问密码  ks.store(out,newLibPass);  out.close();  */  ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////  //end 方式一  ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////  //也可以采用另外一种方式，存入原证书库中  //存入原库中，即在原证书库中增加一条证书，这个证书是原证书经过签名后的证书  //这个新证书含有私钥和私钥密码  ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////  //方式二，存入原密钥库  ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////  //先在原库中读出被签证书的私钥  PrivateKey prk = (PrivateKey)ks.getKey(aliasName,namePass);  java.security.cert.Certificate[] cchain = {newcert};  //存入原来的库,第二个参数为原证书的私钥，第三个参数为新证书的私钥密码，第三个参数为新证书  ks.setKeyEntry(afteraliasName,prk,afterNewPass,cchain); //用新密钥替代原来的没有签名的证书的密码  FileOutputStream out2 = new FileOutputStream(name);  ks.store(out2,storepass);//存入原来的库中，第二个参数为该库的访问密码  ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////  //end 方式二  ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////  }  }

　　运行以上程序，即可运用 MissionCA证书来签发abnerCA证书，运行后在abnerCALib中增加一条别名为abnerCA_Signed的数字证书，我们将它导出为cer文件（导出方法见前）。 

　　至此，我们己经用 CA的证书以我们的数字证书签名了。在windows中，双击导出的abnerCA_Signend.cer文件，出现如下图所示：

　　上图中证书信息一栏显示“不能验证该证书”，原因是因为，我们的这个数字证书的签发者 missionCA证书没有安装到系统中。我们可以将证书库中别名为missionCA的自签数字证书导出为cer文件，然后安装到系统中。再次查双击看此证书，如下图所示： 

　　　　

　　到此，我们己经获得了一个由我们自己的 CA签名颁发的个人数字证书。并且将我们自己的CA证书安装到系统中成为系统信任的根证书。于是，以后只要是由我们的这个CA证书签名颁发的数字证书都会受到系统的信任。

 

 

四、利用数字证书给 applet签名 

　　现在假设我们公司给 xx公司做一个项目，这个项目中需要用到applet，且这些applet需要特权以实现一些特殊的功能(如读出客户端用户系统中C:/winNT /system.ini文件中的内容并显示)。那么我们可以颁发一个数字证书，并给这个数字证书签名，然后用签名后的这个数字证书来签名我们的 applet，使客户信任。具体过程如下： 

　　1、生成一个用于此项目签名 applet 的数字证书，别名定为： mission_water 

　　生成一个用于此项目签名的数字证书如下： 

　　keytool –genkey –dname “CN=美森软件-水公司项目,OU=美森系统软件有限公司,O=美森系统软件有限公司,L=成都市,ST=四川省,C=中国” –alias Mission_Water –keyalg RSA –keysize 1024 –keystore abnerCALib –keypass 200100 –storepass 100200 –validity 3650 

　　2、用我们的 CA(missinCA) 来签发这个数字证书 

　　然后，运行我们在前面第三节中给定的程序，注意：运行此程序前，请修改以下参数：

String cerFileName = "Mission_Water.cer";  String aliasName = "Mission_Water";  String afteraliasName = "Mission_Water_Signed";

　　然后运行，程序会在 abnerCALib证书库中产生一个别名为：Mission_Water_Signed的数字证书，这个证书是经过我们的CA（MissionCA）签发的。 

　　下面，我们用以下指令导出这个证书：

keytool -export -alias Mission_Water_Signed -file Mission_Water_Signed.cer -keystore abnerCALib -rfc

　　会生成一个 Mission_Water_Signed.cer 文件。 

　　3、用签发后的数字证书来签名我们的 applet 

　　我们现在来做一个简单的 applet，它的代码如下：

package com.applet;  import java.awt.*;  import java.awt.event.*;  import java.applet.*;  import javax.swing.*;  import java.io.*;  public class ShowFileApplet extends JApplet {  private boolean isStandalone = false;  private String content = "文件的内容是："; //自定义的提示信息  private String fileName = "C://WINNT//system.ini";//读出这个文件的内容  private TextArea ta = new TextArea(10,80);//自定义的输出框  public String getParameter(String key, String def) {  return isStandalone ? System.getProperty(key, def) :  (getParameter(key) != null ? getParameter(key) : def);  }  public ShowFileApplet() {  }  public void init() {  try {  jbInit();  myInit();//自己定义的方法  }  catch(Exception e) {  e.printStackTrace();  }  }  private void jbInit() throws Exception {  this.setSize(new Dimension(400,300));  }  /**  * 自定义的初始化方法，读入系统中的一个文件的内容并保存起来，然后，增加一个  * 可视化的输出框  */  private void myInit(){  String s;  BufferedReader in;  try {  in = new BufferedReader(new FileReader(fileName));  while ( (s = in.readLine()) != null) {  content +=s + "/n";  }  }catch (IOException ex) {  ex.printStackTrace();  }  System.out.println(content);  ta.setText(content);  getContentPane().add(ta);  }  /*  *重载的方法，输出内容  **/  public void paint(Graphics g){  ta.setText(content);  }  public String getAppletInfo() {  return "Applet Information";  }  public String[][] getParameterInfo() {  return null;  }  //static initializer for setting look & feel  static {  try {  }  catch(Exception e) {  }  }  }

　　好了，这个 applet写好了，下面我们来把这个applet编译打包成jar文件。 

　　编译此 applet文件，会在当前目录(当前目录为classes目录)下生成一个com/applet的目录结构，在applet目录下有一个ShowFileApplet.class，进入当前目录，执行：

jar cvf myapplet.jar com/applet/*.*

　　于是在当前目录下产生一个 myapplet.jar文件。 

　　然后再在当前目录（当前目录为 classes目录）下新建一个applet目录，专门存放applet的jar文件，把前面生成的数字证书库abnerCALib这个文件也copy到 applet目录下面来，同时把刚才生成的myapplet.jar文件也移到applet目录下面来。然后进入该目录执行：

jarsigner -keystore abnerCALib myapplet.jar Mission_Water_Signed  Enter Passphrase for keystore: 100200  Enter key password for Mission_Water_Signed: 200100

　　即用 Mission_Water_Signed这个我们的CA签发的数字证书给这个applet签名了。

4、运行我们的 applet 

　　我们来写一个 html文件来运行这个签名后的applet，内容如下：

＜!-- ShowFileApplet.html --＞  ＜html＞  ＜head＞  ＜meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=GB2312"＞  ＜title＞HTMLTestPage＜/title＞  ＜/head＞＜body＞  applet将会显示，如果你的浏览器支持Java＜br＞  ＜applet  archive = "./applet/myapplet.jar"  code = "com.applet.ShowFileApplet.class"  name = "TestApplet"  width = "400"  height = "300"  hspace = "0"  vspace = "0"  align = "middle"  ＞  ＜/applet＞  ＜/body＞  ＜/html＞

　　这个 HTML文件可以运行applet，但如果浏览器不支持Java，即没有安装JRE，它不会提示用户去下载安装。我们可以用Java自带的 htmlconverter工具转换一下这个HTML文件，转换后的文件可以在支持JAVA2的浏览器中（不管该浏览器是否设置了使用java2运行 applet，它都会在Java2环境中运行applet，如果浏览器不支持Java2，则会自动下载所需的文件。 

　　在 DOS方式下运行htmlconverter，弹出如下图所示画框，按图中所示选择刚才的那个HTML文件，如下图所示：

　　点“转换”，将会在当前目录下生成一个 HTML文件，并把原来的HTML文件备份了。 

　　生成后的 HTML文件内容如下所示：

 

＜!-- ShowFileApplet.html --＞  ＜html＞  ＜head＞  ＜meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=GB2312"＞  ＜title＞HTMLTestPage＜/title＞  ＜/head＞  ＜body＞  applet将会显示，如果你的浏览器支持Java＜br＞  ＜OBJECT  classid = "clsid:CAFEEFAC-0014-0001-0001-ABCDEFFEDCBA"  codebase = "http://java.sun.com/products/plugin/autodl/jinstall-1_4_1_01-windows-i586.cab#Version=1,4,1,1"  WIDTH = "400" HEIGHT = "300" NAME = "TestApplet" ALIGN = "middle" VSPACE = "0" HSPACE = "0" ＞  ＜PARAM NAME = CODE VALUE = "com.applet.ShowFileApplet.class" ＞  ＜PARAM NAME = ARCHIVE VALUE = "./applet/myapplet.jar" ＞  ＜PARAM NAME = NAME VALUE = "TestApplet" ＞  ＜PARAM NAME = "type" VALUE = "application/x-java-applet;jpi-version=1.4.1_01"＞  ＜PARAM NAME = "scriptable" VALUE = "false"＞  ＜COMMENT＞  ＜EMBED  type = "application/x-java-applet;jpi-version=1.4.1_01"  CODE = "com.applet.ShowFileApplet.class"  ARCHIVE = "./applet/myapplet.jar"  NAME = "TestApplet"  WIDTH = "400"  HEIGHT = "300"  ALIGN = "middle"  VSPACE = "0"  HSPACE = "0"  scriptable = false  pluginspage = "http://java.sun.com/products/plugin/index.html#download"＞  ＜NOEMBED＞  ＜/NOEMBED＞  ＜/EMBED＞  ＜/COMMENT＞  ＜/OBJECT＞  ＜/body＞  ＜/html＞