《证书开发套件》用户手册

证书开发套件用户手册四川省数字证书认证管理中心有限公司Sichuan Digital Certificate Authority Co.,Ltd.2008年3月目录1所涉及的产品名称及版本 (3)2数字证书身份认证 (3)2.1数据传输加密 (3)2.2SSL双向认证 (4)2.3用数字签名来实现数字证书身份认证（SSL双向认证的替代方案） (6)3证书开发套件 (7)3.1PTA (8)3.1.1PTA安装 (8)3.1.2对象模型 (8)3.1.3创建PTA对象实例 (8)3.1.4iTrusPTA对象与属性 (9)3.2iTrusJavaCertAPI (12)3.2.1应用iTrusJavaCertAPI (13)3.2.2证书验证模块（Certificate Validation Module） (13)3.2.3签名验证模块（Signature Verifying Module） (16)3.2.4证书解析模块（Certificate Parsering Module） (17)3.3数字证书身份认证应用场景 (17)3.3.1CertLogonWebDemo目录及文件说明 (18)3.3.2配置WebServer支持SSL双向认证 (19)3.3.3部署CertLogonWebDemo (27)4参考文档 (27)1所涉及的产品名称及版本2数字证书身份认证2.1 数据传输加密我们所指的数据加密是指的传输过程加密。

而对于B/S架构的应用系统我们是依赖SSL 加密技术来实现的。

什么是SSL加密技术？为了保护敏感数据在传送过程中的安全，全球许多知名企业采用SSL（Security Socket Layer）加密机制。

SSL是Netscape公司所提出的安全保密协议，在浏览器（如Internet Explorer、Netscape Navigator、Firefox等）和Web服务器（如Apache、Tomcat、IIS等等）之间构造安全通道来进行数据传输，SSL运行在TCP/IP层之上、应用层之下，为应用程序提供加密数据通道，它采用了RC4、MD5 以及RSA等加密算法，使用40位/128位的密钥，适用于商业信息的加密。

同时，Netscape公司相应开发了HTTPS协议并内置于其浏览器中，HTTPS实际上就是SSL over HTTP，它使用默认端口443，而不是像HTTP那样使用端口80来和TCP/IP进行通信。

HTTPS协议使用SSL在发送方把原始数据进行加密，然后在接受方进行解密，加密和解密需要发送方和接受方通过交换共知的密钥来实现，因此，所传送的数据不容易被网络黑客截获和解密。

为使SSL 发挥作用，必须在Web 服务器上安装由某个证书颁发机构签发的SSL证书。

此后才可以将SSL用于加密浏览器与Web服务器之间的数据传输（保护SSL事务）。

浏览器通过HTTP改变为HTTPS并显示一个小锁符号，来指示用SSL加密的会话。

网站访问者可单击该锁符号来查看SSL 证书。

一个网站的服务器证书一方面为加密传输发挥作用，另一方面代表了网站的身份，可以防止被DNS劫持和域名假冒。

要实现SSL加密传输的功能并不复杂，主流WEB服务器几乎都提供了对SSL加密传输良好的支持。

如需相关方面的配置资料，可以参考：Apache 2.x: /docs/2.0/ssl/Tomcat 5.x: /tomcat-5.0-doc/ssl-howto.htmlMicrosoft IIS6:/technet/prodtechnol/WindowsServer2003/Library/IIS/d6dd7932-909c-423b-8bf7-868c5ae4c694.mspx?mfr=true2.2 SSL 双向认证为了便于更好的认识和理解 SSL 协议，这里着重介绍 SSL 协议的握手协议。

SSL 协议既用到了公钥加密技术又用到了对称加密技术，对称加密技术虽然比公钥加密技术的速度快，可是公钥加密技术提供了更好的身份认证技术。

SSL 的握手协议非常有效的让客户和服务器之间完成相互之间的身份认证，其主要过程如下：① 客户端的浏览器向服务器传送客户端 SSL 协议的版本号，加密算法的种类，产生的随机数，以及其他服务器和客户端之间通讯所需要的各种信息。

② 服务器向客户端传送 SSL 协议的版本号，加密算法的种类，随机数以及其他相关信息，同时服务器还将向客户端传送自己的证书。

③ 客户利用服务器传过来的信息验证服务器的合法性，服务器的合法性包括：证书是否过期？发行服务器证书的 CA 是否可靠？发行者证书的公钥能否正确解开服务器证书的“发行者的数字签名”？服务器证书上的域名是否和服务器的实际域名相匹配？如果合法性验证通过，将继续进行第④步；如果浏览器检查到以上任意一项有问题，就会给客户一个安全警报，询问客户是否需要继续。

下图是用户使用IE 浏览器访问一个有问题的SSL 站点时，所弹出的安全警报窗口。

如果用户点击“否(N)”，合法性验证失败将导致通讯断开；如果用户点击“是(Y)”忽略这个安全问题，将继续进行第四步。

④ 用户端随机产生一个用于后面通讯的“对称密码”，然后用服务器的公钥（服务器的公钥从步骤②中的服务器的证书中获得）对其加密，然后将加密后的“预主密码”传给服务器。

⑤ 由于是SSL双向认证，服务器会主动把发证机构的CA 证书发送给客户端，客户端浏览器根据服务器提供的CA证书列出满足要求的用户证书。

下图是用户使用IE浏览器访问一个双向SSL 站点时，所弹出的“选择数字证书”窗口。

当用户选定其中一张并确认后，浏览器将建立一个随机数然并自动调用所选用户数字证书对其进行数字签名，将这个含有签名的随机数、用户数字证书以及加密过的“预主密码”一起传给服务器。

⑥服务器会检验客户证书和签名随机数的合法性，具体的合法性验证过程包括：客户的证书使用日期是否有效？为客户提供证书的CA 是否可靠？发行CA 的公钥能否正确解开客户证书的发行CA 的数字签名？检查客户的数字证书是否被吊销？（实际工作中，我们发现除了IIS会自动检查证书吊销列表，其他Web服务器，诸如：Apache、Tomcat、Weblogic等都不会主动检查CRL或者检查功能有限）检验如果没有通过，通讯立刻中断；如果验证通过，服务器将用自己的私钥解开加密的“预主密码”，然后执行一系列步骤来产生主通讯密码（客户端也将通过同样的方法产生相同的主通讯密码）。

⑦服务器和客户端用相同的主密码即“通话密码”，一个对称密钥用于SSL 协议的安全数据通讯的加解密通讯。

同时在SSL 通讯过程中还要完成数据通讯的完整性，防止数据通讯中的任何变化。

⑧客户端向服务器端发出信息，指明后面的数据通讯将使用的步骤⑦中的主密码为对称密钥，同时通知服务器客户端的握手过程结束。

⑨服务器向客户端发出信息，指明后面的数据通讯将使用的步骤⑦中的主密码为对称密钥，同时通知客户端服务器端的握手过程结束。

⑩SSL 的握手部分结束，SSL 安全通道的数据通讯开始，客户和服务器开始使用相同的对称密钥进行数据通讯，同时进行通讯完整性的检验。

上面所述的是双向认证SSL 协议的具体通讯过程，这种情况要求服务器和用户双方都有证书。

单向认证SSL 协议不需要客户拥有数字证书，具体的过程相对于上面的步骤，只需将服务器端验证客户证书的过程（步骤⑤、⑥）去掉，以及在协商对称密码方案，对称通话密钥时，服务器发送给客户的是没有加过密的（这并不影响SSL 过程的安全性）密码方案。

这样，双方具体的通讯内容，就是加过密的数据，如果有第三方攻击，获得的只是加密的数据，第三方要获得有用的信息，就需要对加密的数据进行解密，这时候的安全就依赖于密码方案的安全。

而幸运的是，目前所用的密码方案，只要通讯密钥长度足够的长，就足够的安全。

这也是我们强调要求使用128 位加密通讯的原因。

请注意第⑥步骤中，提到除了微软的IIS，其他大多数WEB服务器都不会承担检查CRL 的任务，也就是说大多数WEB服务器只能验证证书的合法性（是否是合法机构颁发？），时效性（是否过期？），但是不能验证证书的有效性（是否被吊销？）。

一、什么是CRL？证书注销列表(Certificate Revocation List，简称CRL)，是一种包含注销的证书列表的签名数据结构。

CRL是证书注销状态的公布形式，CRL就像信用卡的黑名单，它通知大家某些电子证书不再有效。

二、为什么要吊销证书？当数字证书在有效期内出现损坏、丢失、被盗等原因无法继续使用时，您需要终止该证书的有效性，从而保障自身利益不被侵害。

吊销证书的目的是为了使损坏、丢失尤其是被盗的证书不再继续使用。

否则，当用户重新申领了一张新的数字证书后，原证书和新证书都可以继续使用，由此可见，服务端忽略验证证书的有效性是一个严重的安全漏洞。

那么如何来验证证书的有效性呢？我们将在后面的“证书开发套件”中“证书验证模块”一节中进行介绍。

2.3 用数字签名来实现数字证书身份认证（SSL双向认证的替代方案）由于传统的SSL双向认证方式在用户访问网站的一开始就要求客户端出示数字证书，如果没有数字证书，将被禁止访问网站的任何内容。

这样用户无法从所访问的网站上了解到被拒绝的原因。

为了提高用户体验，简化使用证书步骤，我们还提供另一种比较友好的方式实现证书登陆。

这种方式仅在WEB服务器上配置服务器证书，采用SSL加密通道传输数据，但不要求验证客户端证书。

用户在浏览器输入网址，将首先访问网站的默认页面，例如index.jsp。

该页面调用iTrusPTA（基于COM的ActiveX组件，后面有详细介绍）列出用户计算机上所安装的证书，让用户选择证书进行登录。

当用户点击登录按钮后，PTA使用用户选择的证书对一段随机数进行签名，并以表单的方式提交到服务端进行处理。

服务端对该签名字串和随机数进行签名验证，一旦验证通过，将获得签名证书的X509Certificate对象。

然后再调用SVM/ CVM/SVM对证书进行有效性验证，最后解析证书，实现证书登陆的功能。

具体登录流程如下：3证书开发套件我们从证书开发套件中提取出几个常用的接口，提供给用户实现证书应用集成的功能，主要包括：3.1 PTAPTA （P ersonal T rust A gent ）是完成对windows 平台证书操作的COM 控件，利用控件提供的接口，可以设置系统证书列表的过滤条件，显示证书的各种属性，使用证书对字符串签名验证，以及对数据加密解密。

CLISID ：1E0DFFCF-27FF-4574-849B-55007349FEDA3.1.1 PTA 安装当PTA 运行于IE 客户端时，不需要手工安装。