win10系统下openssl证书生成和单向认证

2024-09-07 13:20
文章标签 系统 认证 生成 win10 证书 单向 openssl

本文主要是介绍win10系统下openssl证书生成和单向认证，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

文章目录

  • 前言
  • 一、安装openssl
  • 二、创建证书目录和必要文件
    • 1、创建sslcertTest文件夹
    • 2、创建openssl.cnf文件
    • 3、创建必要文件
  • 三、创建密钥和证书
    • 1、创建根证书私钥ca.key
    • 2、创建根证书请求文件ca.csr
    • 3、创建自签根证书ca.crt
    • 4、创建服务端私钥server.key
    • 5、创建服务端证书请求文件server.csr
    • 6、创建自签服务端证书server.crt
  • 四、Qt使用QSslSocket实现的单向认证
    • 1、客户端
    • 2、服务端

前言

最近工作中要完成ssl加密啊通信,使用到了openssl,本文主要介绍win10系统下其安装和配置及对应的密钥和证书的生成步骤.

一、安装openssl

下载Win64OpenSSL-1_1_1，双击安装；配置环境变量，如下：
在这里插入图片描述
验证是否安装成功,输入如下命令:

openssl version

在这里插入图片描述

二、创建证书目录和必要文件

1、创建sslcertTest文件夹

我是在C盘下创建的该文件夹.

2、创建openssl.cnf文件

在sslcertTest文件夹下，创建openssl.cnf文件，设置系统变量:
在这里插入图片描述

3、创建必要文件

在sslcertTest文件夹下，创建demoCA文件夹；在该文件夹下，创建index.txt、database.txt、serial文件和newcerts文件夹；其中，serial文件创建后，打开该文件并在第一行编辑输入01
在这里插入图片描述

三、创建密钥和证书

1、创建根证书私钥ca.key

在C:\sslcertTest目录下，进入命令行，命令如下：

openssl genrsa -out ca.key 2048

此命令采用无密码模式，genrsa 表示采用RSA算法生成根证书私钥,2048表示根证书私钥长度，越长越安全.

2、创建根证书请求文件ca.csr

命令如下：

openssl req -new -key ca.key -out ca.csr

以下为demo:

Country Name (2 letter code) [AU]:CN
State or Province Name (full name) [Some-State]:TJ
Locality Name (eg, city) []:TJ
Organization Name (eg, company) [Internet Widgits Pty Ltd]:TJ
Organizational Unit Name (eg, section) []:TJ
Common Name (e.g. server FQDN or YOUR name) []:192.168.10.254
Email Address []:

其中，Country Name 必须填写CN，Common Name 填写服务器IP或域名，否则监测器使用过程中会报SSL错误，尽管忽略错误后可以完成通信。Email Address可以不填；

3、创建自签根证书ca.crt

命令如下：

openssl x509 -req -in ca.csr -signkey ca.key -out ca.crt -days 3650

此处是使用openssl命令完成自签名，证书格式x509，证书有效期10年。

4、创建服务端私钥server.key

命令如下：

openssl genrsa -out server.key 2048

5、创建服务端证书请求文件server.csr

命令如下：

openssl req -new -key server.key -out server.csr

输入如下：

Country Name (2 letter code) [AU]:CN
State or Province Name (full name) [Some-State]:TJ
Locality Name (eg, city) []:TJ
Organization Name (eg, company) [Internet Widgits Pty Ltd]:TJ
Organizational Unit Name (eg, section) []:TJ
Common Name (e.g. server FQDN or YOUR name) []:192.168.10.254
Email Address []:

注意此处，与CA证书请求文件输入一致。

6、创建自签服务端证书server.crt

命令如下：

openssl ca -in server.csr -cert ca.crt -keyfile ca.key -out server.crt -days 3650

此处是自签名，即使用上述自己创建的ca.crt和ca.key，对server.csr进行签名，最终生成一个带有签名的server.crt。
如果你的服务端证书需要别的CA签名机构来签名，则将server.csr请求文件发送给签名机构，签名过程中需要CA的公钥证书和私钥参与，机构签名完成后，返回一个带有CA签名的server.crt文件。
在这里插入图片描述

四、Qt使用QSslSocket实现的单向认证

这里仅展示主要代码:

1、客户端

#include "certificateinfo.h"
#include "sslclient.h"SslClient::SslClient(QWidget *parent): QWidget(parent)
{setupUi();setupSecureSocket();
}SslClient::~SslClient()
{}void SslClient::updateEnabledState()
{/* 不为空或socket处于未连接状态，则unconnected为真 */const bool unconnected = socket->state() == QAbstractSocket::UnconnectedState;/* 更新界面各控件的状态 */hostNameEdit->setReadOnly(!unconnected);hostNameEdit->setFocusPolicy(unconnected ? Qt::StrongFocus : Qt::NoFocus);hostNameLabel->setEnabled(unconnected);portBox->setEnabled(unconnected);portLabel->setEnabled(unconnected);connectButton->setEnabled(unconnected && !hostNameEdit->text().isEmpty());const bool connected = socket->state() == QAbstractSocket::ConnectedState;sessionOutput->setEnabled(connected);sessionInput->setEnabled(connected);sessionInputLabel->setEnabled(connected);sendButton->setEnabled(connected);
}/* 点击connect按钮后会执行该函数 */
void SslClient::secureConnect()
{/* 设置SSL协议版本，和服务器相同 */socket->setProtocol(QSsl::TlsV1_2);/* 由于是自签证，所以要设置根证书，用于验证服务器证书，否则客户端不信任服务器 */QList<QSslCertificate> certs = QSslCertificate::fromPath("C:/sslcertTest/ca.crt");socket->setCaCertificates(certs);/* 客户端链接服务器进行SSL握手，当进入加密模式后会发出Encrypted()信号 */socket->connectToHostEncrypted(hostNameEdit->text(), portBox->value());updateEnabledState();
}void SslClient::socketStateChanged(QAbstractSocket::SocketState state)
{if (executingDialog)return;updateEnabledState();if (state == QAbstractSocket::UnconnectedState) {sessionInput->clear();hostNameEdit->setPalette(QPalette());hostNameEdit->setFocus();cipherLabel->setText(tr("<无>"));padLock->hide();}
}void SslClient::socketEncrypted()
{sessionOutput->clear();sessionInput->setFocus();/* 设置lineEdit的背景色 */QPalette palette;palette.setColor(QPalette::Base, QColor(255, 255, 192));hostNameEdit->setPalette(palette);/* 显示加密算法种类 */const QSslCipher cipher = socket->sessionCipher();const QString cipherInfo = QString("%1, %2 (%3/%4)").arg(cipher.authenticationMethod()).arg(cipher.name()).arg(cipher.usedBits()).arg(cipher.supportedBits());cipherLabel->setText(cipherInfo);padLock->show();
}/* 读取数据 */
void SslClient::socketReadyRead()
{appendString(QString::fromUtf8(socket->readAll()));
}/* 发送数据 */
void SslClient::sendData()
{const QString input = sessionInput->text();appendString(input + '\n');socket->write(input.toUtf8() + "\r\n");sessionInput->clear();
}void SslClient::socketError(QAbstractSocket::SocketError)
{if (handlingSocketError)return;handlingSocketError = true;QMessageBox::critical(this, tr("连接错误"), socket->errorString());handlingSocketError = false;
}void SslClient::sslErrors(const QList<QSslError> &errors)
{sslerror->clearError();for (const auto &error : errors)sslerror->showError(error.errorString());executingDialog = true;if (sslerror->exec() == QDialog::Accepted)socket->ignoreSslErrors();executingDialog = false;// did the socket state change?if (socket->state() != QAbstractSocket::ConnectedState)socketStateChanged(socket->state());
}/* 弹出证书内容显示窗口 */
void SslClient::displayCertificateInfo()
{CertificateInfo info;info.setCertificateChain(socket->peerCertificateChain());info.exec();
}void SslClient::setupUi()
{gridLayout = new QGridLayout;hostNameEdit = new QLineEdit;hostNameLabel = new QLabel;portBox = new QSpinBox;portLabel = new QLabel;sessionLayout = new QHBoxLayout;label = new QLabel;connectButton = new QPushButton;labelLayout = new QHBoxLayout;cipherLabel = new QLabel;cipherText = new QLabel;sessionOutput = new QTextEdit;inputLayout = new QHBoxLayout;sendButton = new QPushButton;sessionInput = new QLineEdit;sessionInputLabel = new QLabel;mainLayout = new QVBoxLayout;hostNameLabel->setText("主机名称:");portLabel->setText("端口:");hostNameEdit->setText("192.168.3.140");portBox->setRange(0,65535);portBox->setValue(5001);gridLayout->addWidget(hostNameLabel,0,0);gridLayout->addWidget(hostNameEdit,0,1);gridLayout->addWidget(portLabel,1,0);gridLayout->addWidget(portBox,1,1);label->setText("激活会话");connectButton->setText("连接到主机");sessionLayout->addWidget(label);sessionLayout->addWidget(connectButton);cipherLabel->setText("<加密算法>");cipherText->setText("<无>");labelLayout->addWidget(cipherLabel);labelLayout->addStretch();labelLayout->addWidget(cipherText);sessionInputLabel->setText("输入:");sendButton->setText("发送");inputLayout->addWidget(sessionInputLabel);inputLayout->addWidget(sessionInput);inputLayout->addWidget(sendButton);hostNameEdit->setSelection(0, hostNameEdit->text().size());sessionOutput->setHtml(tr("&lt;无连接&gt;"));mainLayout->addLayout(gridLayout);mainLayout->addLayout(sessionLayout);mainLayout->addLayout(labelLayout);mainLayout->addWidget(sessionOutput);mainLayout->addLayout(inputLayout);setLayout(mainLayout);connect(hostNameEdit, SIGNAL(textChanged(QString)),this, SLOT(updateEnabledState()));connect(connectButton, SIGNAL(clicked()),this, SLOT(secureConnect()));connect(sendButton, SIGNAL(clicked()),this, SLOT(sendData()));sslerror = new SslErrors;connect(sslerror,&SslErrors::sigDisplayCertificateInfo,this,&SslClient::displayCertificateInfo);setWindowTitle("SSL通信客户端");padLock = new QToolButton;/* 设置按钮图标 */padLock->setIcon(QIcon(":/encrypted.png"));connect(padLock, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(displayCertificateInfo()));#if QT_CONFIG(cursor)padLock->setCursor(Qt::ArrowCursor);
#endif/* 设置提示信息 */padLock->setToolTip(tr("显示详细加密信息."));/* 调整按钮大小和焦点 */const int extent = hostNameEdit->height() - 2;padLock->resize(extent, extent);padLock->setSizePolicy(QSizePolicy::Fixed, QSizePolicy::Ignored);/* 界面布局 */QHBoxLayout *layout = new QHBoxLayout(hostNameEdit);layout->setMargin(hostNameEdit->style()->pixelMetric(QStyle::PM_DefaultFrameWidth));layout->setSpacing(0);layout->addStretch();layout->addWidget(padLock);hostNameEdit->setLayout(layout);padLock->hide();resize(300,300);
}void SslClient::setupSecureSocket()
{/* socket为空则创建 */if (socket)return;socket = new QSslSocket(this);connect(socket, SIGNAL(stateChanged(QAbstractSocket::SocketState)),this, SLOT(socketStateChanged(QAbstractSocket::SocketState)));connect(socket, SIGNAL(encrypted()),this, SLOT(socketEncrypted()));connect(socket, SIGNAL(error(QAbstractSocket::SocketError)),this, SLOT(socketError(QAbstractSocket::SocketError)));connect(socket, SIGNAL(sslErrors(QList<QSslError>)),this, SLOT(sslErrors(QList<QSslError>)));connect(socket, SIGNAL(readyRead()),this, SLOT(socketReadyRead()));
}void SslClient::appendString(const QString &line)
{/* 设置光标 */QTextCursor cursor(sessionOutput->textCursor());cursor.movePosition(QTextCursor::End);cursor.insertText(line);/* 将滚动条设置到最后一行 */sessionOutput->verticalScrollBar()->setValue(sessionOutput->verticalScrollBar()->maximum());
}

2、服务端

#include "sslserver.h"
#include <QDebug>
#include <QThread>
#include <QMessageBox>sslserver::sslserver(QObject *parent) : QTcpServer(parent)
{
}sslserver::~sslserver()
{
}/* 当有客户端连接上服务器时会调用该函数 */
void sslserver::incomingConnection(qintptr socketDescriptor)
{sock = new QSslSocket;connect(sock,SIGNAL(readyRead()),this,SLOT(readyRead()));connect(sock,SIGNAL(encrypted()),this,SLOT(encrypted()));/* 设置根证书，握手时客户端会接收到根证书 QList<QSslCertificate> certs = QSslCertificate::fromPath("C:/sslcertTest/ca.crt");sock->setCaCertificates(certs);*//* 设置本地的服务器证书，证书中的Common Name要写服务器地址 */sock->setLocalCertificate("C:/sslcertTest/server.crt");/* 当服务器秘钥有密码时 *///QString passwd = "1234";//sock->setPrivateKey("C:/sslcertTest/server.key",QSsl::Rsa,QSsl::Pem,passwd.toLocal8Bit());/* 如果服务器秘钥没有密码 */sock->setPrivateKey("C:/sslcertTest/server.key");/* 设置ssl通信协议版本 */sock->setProtocol(QSsl::TlsV1_2);/* 使用的加密算法 *//* 默认就是这个"DHE-RSA-AES256-SHA:DHE-DSS-AES256-SHA:AES256-SHA" */sock->setCiphers(QSslSocket::supportedCiphers());//sock->setCiphers("RC4-SHA");if(sock->setSocketDescriptor(socketDescriptor)){/* SSL握手 */sock->startServerEncryption();}else{delete sock;}
}void sslserver::startssl()
{/* 允许所有地址,监听端口5001,设置这个端口为了排除其他的干扰*/listen(QHostAddress::Any,5001);  //
}void sslserver::readyRead()
{if(display){display->append(sock->readAll());}
}void sslserver::encrypted()
{if(display){display->append("进入加密模式");}
}void sslserver::setDisplayContrl(QTextEdit *disp)
{display = disp;
}

这篇关于win10系统下openssl证书生成和单向认证的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/1145172。

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