一、HTTPS双向认证意义
HTTPS双向认证也称为客户端认证，是一种加强Web服务安全性的机制，它不仅要求服务器端提供数字证书，还需要客户端同样提供相关的客户端证书，才能建立安全通道并进行通信。相比单向认证，双向认证能进一步保证数据传输的安全。
HTTPS双向认证主要在一些对信息保密性和安全性要求较高的场景使用，例如金融和电子商务等领域中，以及大型企业内部的网络通信等。
而对于一般的网站应用来说，如果采用HTTPS双向认证可能会增加繁琐的证书过期、证书续签、证书管理和部署难度等。
二、HTTPS双向认证客户端
HTTPS双向认证客户端一般是指发送请求的浏览器，客户端需要在请求中携带客户端证书以进行双向认证。而服务器会对客户端证书进行验证，只有验证通过才能建立安全连接。
对于一些高信任场景的Web应用，客户端证书意味着客户端的身份认证，同时也增加了安全性。
在实际应用中，为了保证证书的安全性，客户端证书不应该通过常规的通道直接获取，而应该通过内部证书颁发机构(CA)进行颁发和管理。
三、HTTPS双向认证问题
HTTPS双向认证的实现通常会面临以下问题：
1. 证书管理的问题。HTTPS双向认证需要客户端和服务器双方提供证书，因此证书管理比单向身份认证更加繁琐。Client端证书需要在客户端施加保护措施，这是一项复杂的任务。
2. 证书强制更新的问题。证书到期或失去信任（例如由于发现证书私钥已经泄露）时，必须进行证书强制更新。特别是在大型企业内部使用HTTPS时，需要更好地管理应用程序和证书的关系。
3. 证书吊销的问题。出现证书泄露或其他安全问题时，需要吊销证书以保持安全。但吊销客户端证书通常比吊销Server端证书更困难。
四、HTTPS双向认证过程
HTTPS双向认证过程中，主要包括以下几个步骤：
1. 客户端请求
GET /index.html HTTP/1.1
Host: www.example.com
2. 服务器响应
HTTP/1.1 401 Unauthorized
WWW-Authenticate: SSLv3/TLSv1.2
Server certificate (optional)
3. 客户端发送证书
如果客户端上没有任何证书，浏览器会提示客户端从配置文件或内部ca列表中选择一个证书，否则，会将自己的证书发给服务器，证书信息通常包括公钥、版本、CA信息和其他详细信息。
SSLv3/TLSv1.2 Certificate, ClientHello
Client Key Exchange: ClientKeyExchange
Change cipher spec: Encrypted Handshake Message
4. 服务器返回证书
服务器验证客户端的证书后，如果通过验证，则返回服务器证书以及服务器公钥等信息。
SSLv3/TLSv1.2 Certificate, ServerHello
Server Key Exchange: ServerKeyExchange
Server certificate: SSLv3/TLSv1.2 Certificate, Certificate Authorities
Change cipher spec: Encrypted Handshake Message
5. 客户端验证证书
客户端会通过自己本地预置的CA证书颁发机构对服务器的证书进行验证，并判断是否合法和安全。
6. 服务器发送响应
如果服务器发现客户端合法且独立认证，则会向其发送响应。
HTTP/1.1 200 OK
Content-type: text/html
Content-length: 167
五、HTTPS双向认证代码
以下是HTTPS双向认证的Java代码示例：
public class HttpsUtil {
public static void main(String[] args) {
try {
KeyStore clientKeyStore = KeyStore.getInstance("jks");
clientKeyStore.load(new FileInputStream("client.keystore"), "123456".toCharArray());
KeyManagerFactory kmf = KeyManagerFactory.getInstance("SunX509");
kmf.init(clientKeyStore, "123456".toCharArray());
KeyStore trustKeyStore = KeyStore.getInstance("jks");
trustKeyStore.load(new FileInputStream("client.truststore"), "123456".toCharArray());
TrustManagerFactory tmf = TrustManagerFactory.getInstance("SunX509");
tmf.init(trustKeyStore);
SSLContext sslContext = SSLContext.getInstance("SSL");
sslContext.init(kmf.getKeyManagers(), tmf.getTrustManagers(), null);
URL url = new URL("https://localhost:8443/secure/index.html");
HttpsURLConnection conn = (HttpsURLConnection) url.openConnection();
conn.setSSLSocketFactory(sslContext.getSocketFactory());
conn.setRequestMethod("GET");
conn.setDoOutput(true);
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(conn.getInputStream()));
String response = in.readLine();
in.close();
System.out.println(response);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
六、HTTPS双向认证如何改成单向
为了将HTTPS双向认证改为单向认证，只需要在服务器端关闭请求的客户端证书，并将客户端请求中的证书信息删除即可，例如在Nginx配置中实现如下：
server {
listen 443 ssl;
server_name example.com;
ssl_certificate cert.pem;
ssl_certificate_key cert.key;
# 关闭客户端认证
ssl_verify_client off;
# 删除客户端证书信息
ssl_client_certificate /dev/null;
}
七、HTTPS双向认证客户端证书会过期不
客户端证书也是有过期时间的，过期后需要进行证书续签或重新申请证书。默认情况下，客户端证书的有效期是1年，可以通过调整证书颁发机构的设置来修改这一设置。
八、HTTPS双向认证配置
以下是一份Nginx的HTTPS双向认证的配置文件示例：
worker_processes 1;
events {
worker_connections 1024;
}
http {
# 配置HTTPS
server {
listen 443 ssl;
server_name example.com;
ssl_certificate cert.pem;
ssl_certificate_key cert.key;
ssl_client_certificate client-trust.pem;
ssl_verify_client on;
# 其他参数省略
}
}
九、HTTPS双向认证开启选取
HTTPS双向认证开启选取时，意味着服务器会在收到客户端证书时对证书进行验证，但是如果客户端没有提供证书，则允许其进行通信。在Nginx配置中，可以通过将ssl_verify_client参数设置为optional来实现：
server {
listen 443 ssl;
server_name example.com;
ssl_certificate cert.pem;
ssl_certificate_key cert.key;
ssl_client_certificate client-trust.pem;
ssl_verify_client optional;
}
总结
HTTPS双向认证是一种加强Web服务安全性的机制，需要客户端和服务器双方提供证书才能建立安全通道并进行通信。尽管证书管理和更新是一个繁琐的过程，但在一些高信任场景下仍然具有重要的应用价值。同时，通过掌握HTTPS双向认证的实现过程和相关配置，可以更好地保护Web应用系统的安全性和稳定性。
