Home > Desarrollo, Seguridad > Conexiones seguras SSL y certificado cliente

Conexiones seguras SSL y certificado cliente

Conexiones seguras SSL con certificado cliente

Primero vamos a ver los pasos necesarios para crear, firmar y configurar un certificado de servidor que se utilizará para cifrar la conexión. Y luego vamos a crear y configurar otro certificado que se utilizará en la parte cliente como certificado cliente para identificar el cliente que hace la petición.

En esta guía vamos a utilizar un Tomcat 7.0.23, java 7u3 y Apache Httpclient 4.1.1.

Antes de empezar vamos a matizar algunos conceptos que vamos a utilizar. Para realizar las conexiones SSL y autenticarnos con los certificados de cliente utilizaremos diferentes entradas del keystore. Cada una de estas entradas es un par clave privada clave pública, donde la clave pública se encuentra envuelta en un certificado X.509 v3 que por defecto está autofirmado (esto luego lo cambiaremos), esta cadena de certificados es guardada como un único elemento. El exportar una entrada lo que estamos exportando es el certificado que envuelve la clave pública. En la importación de certificados hay dos casos que se explican más abajo.

Nota: En algunos códigos de ejemplo se han tenido que meter saltos de línea para que el texto entrase. Es posible que estos saltos de línea tengan que ser eliminados para el correcto funcionamiento de los comandos.

Conexión SSL

Generar las claves, certificado SSL

Primero tenemos que crearnos un par de claves en nuestro keystore que se utilizarán como certificado SSL en el servidor

keytool -genkeypair -keystore server.keystore -alias certSSL -dname CN=localhost
  • -keystore: Es la ruta al archivo keystore que contiene la nueva entrada que se va a generar. Este será el archivo que leerá nuestro servidor para cifrar la conexión.
  • -alias: Es el alias con el que vamos a identificar a está entrada dentro del keystore.
  • -dname: Es el nombre del host del servidor que va a cifrar la conexión en formato CN=host_name. Cuando el cliente haga una petición a nuestro servidor resolverá en su /etc/hosts el host o ip que pongamos en la URL y utilizará ese nombre para validar el certificado del servidor. Si no coincide, no aceptará la petición.

Primero nos pedirá una contraseña para el keystore si el keystore no existe y luego nos pedirá confirmarla. Luego nos pedirá una contraseña para la clave que va a generar y que la volvamos a escribir, si no ponemos ninguna utilizará la del keystore.

El certificado que hemos generado arriba está autofirmado. Eso quiere decir que no ha sido firmada por otra clave (privada). Es muy útil que tengamos nuestro certificado firmado por otro que funcione como autoridad certificadora (CA), de esta forma si el cliente tiene esa CA en su baúl (truststore), todo certificado firmado por esa CA será de confianza y no tendremos que ir añadiendolos independientemente. Luego hablaremos de cómo añadir CA al baúl cliente.

Firmar certificado

Para firmar un certificado primero tenemos que hacer una petición de firmado de certificado (CSR) del certificado que queremos firmar.

keytool -certreq -keystore server.keystore -alias certSSL -file certSSL.csr
  • -keystore: Es la ruta al archivo keystore que contiene el certificado que queremos firmar.
  • -alias: Alias que identifica la entrada que contiene el certificado que vamos a firmar.
  • -file: Ruta al archivo que va a guardar la petición de firmado.

En este proceso te pedirá la contraseña del keystore y si la contraseña de la clave es distinta también te la pedirá. Ahora tenemos dos opciones le pedimos a una autoridad certificadora externa que nos firme nuestro CSR (VeriSign, Thawte,…) o lo firmamos nosotros con una clave privada nuestra.

Firma CA externa

Si elegimos a la autoridad externa, tendremos que enviarle el CSR a parte de otros datos que nos pida. La CA nos devolverá un nuevo certificado, que es el nuestro firmado por ella.

Firma con nuestro CA

Si no tenemos una clave privada para firmar, tendremos que generarla. Se hace igual que la que hemos generado antes

keytool -genkeypair -keystore ca.keystore -alias myca -dname CN=CA
  • -keystore: Es la ruta al archivo keystore que contiene la clave que se va a generar. Es recomendable que sea distinto al que hemos usado para SSL. Luego exportaremos el este certificado y se lo añadiremos al keystore de SSL con un alias nuevo (por la forma de añadirlo se guardará como una entrada de certificado de confianza).
  • -alias: Es el alias con el que vamos a identificar a está entrada dentro del keystore.
  • -dname: Puede ser lo que quieras.

Este comando te pedirá la contraseña del keystore y luego la contraseña de la clave que acaba de generar. Ahora firmamos el CSR con nuestra clave privada bajo el alias myca.

keytool -gencert -keystore ca.keystore -alias myca -ext san=dns:ca1
 -infile certSSL.csr -outfile signedCert.cert
  • -keystore: Es la ruta al archivo keystore que contiene la clave que antes hemos generado para firmar la CSR.
  • -alias: Alias de la clave que vamos a usar para firmar la CSR.
  • -ext: Extensiones X.509 que será embebidas en el certificado que vamos a firmar (fuera del ámbito del documento).
  • -infile: Ruta al archivo que tiene la solicitud de firma CSR.
  • -outfile: Ruta al archivo en el que se guardará el certificado (certSSL) firmado por nuestro CA.

En el proceso te pedirá la contraseña del keystore y si es distinta la contraseña de la clave myca.

Añadir certificado firmado

Da lo mismo el método de firmado elegido, al final tenemos un nuevo archivo (el que nos devuelva la CA externa o el que hemos generado nosotros signedCert.cert) que contiene la cadena de cerificados. Ahora hay que añadir ese certificado a nuestro keystore.

keytool -importcert -keystore server.keystore -file signedCert.cert -alias certSSL
  • -keystore: Es la ruta al archivo keystore donde queremos guardar la nueva clave firmada.
  • -file: Ruta al archivo que tiene la clave firmada.
  • -alias: Alias de la clave sin firmar que va a ser sobrescrito con la nueva clave firmada.

En el proceso te pedirá la contraseña del keystore y, si es distinta, la contraseña de la entrada con alias certSSL.

Si faltase algún certificado de los que componen la cadena de certificados que estamos añadiendo daría un error y no lo añadiría. Habría que añadir los certificados que faltasen (ver Añadir certificado CA).

Configurar servidor

Ya tenemos nuestro keystore con la cadena de certificados y clave privada que vamos a utilizar para la conexión SSL. Ahora hay que configurar el servidor para que utilice ese certificado y clave privada. En el server.xml definimos un nuevo conector de la siguiente manera

<Connector protocol="org.apache.coyote.http11.Http11Protocol" port="18081" 
minSpareThreads="5" enableLookups="true" disableUploadTimeout="true" 
acceptCount="100" maxThreads="200" scheme="https" secure="true" 
SSLEnabled="true" keystoreFile="server.keystore" keystorePass="cambiala" 
keyAlias="certSSL" keyPass="cambialaTambien" sslProtocol="TLS" />
  • port: Puerto donde va a escuchar nuestras peticiones.
  • keystoreFile: Es la ruta al archivo keystore donde tenemos guardada la cadena de certificados y clave privada que vamos a usar para la conexión SSL.
  • keystorePass: Contraseña del keystore.
  • keyAlias: El alias de la entrada del keystore que vamos a utilizar para cifrar la conexión.
  • keyPass: Contraseña de la entrada identificada con el alias especificado en keyAlias.

Configurar cliente

Si hemos firmado el certificado que el servidor utiliza para la conexión SSL con una CA externa, entonces no tenemos que hacer nada especial ya que el certificado de esa CA externa seguramente ya esté en baúl de confianza. Pero si hemos utilizado nuestro propio certificado, tenemos que añadir ese certificado al baúl de confianza que va a utilizar nuestro cliente. Hay distintas formas de hacer esto, voy a explicar la más localizada, sólo afectará a nuestro cliente. Primero exportamos el nuestro certificado de CA como se ha hecho arriba, pero en vez de importarlo en el keystore del sevidor lo añadimos al truststore del cliente

keytool -importcert -keystore client.truststore -file ca.cer -alias certSSL
  • -keystore: Ruta al archivo keystore donde vamos a guardar certificado que firma la clave utilizada para la conexión SSL.
  • -file: Ruta del archivo donde se esta el certificado.
  • -alias: Alias con el que se va a guardar la entrada del certificado de CA.

Ahora tenemos que decir a nuestro código que utilice este keystore como truststore. Primero obtenemos el truststore

FileInputStream instream = new FileInputStream(new File(TRUSTSTORE_PATH)
KeyStore truststore  = KeyStore.getInstance(KeyStore.getDefaultType());
truststore.load(instream, TRUST_STORE_PASS.toCharArray());

Luego creamos una factoría de sockets que utilice nuestro truststore y un esquema (scheme) para https que utilice esta factoría de sockets. Y registramos este esquema en el gestor de conexiones (connectionManager) de nuestro cliente.

SSLSocketFactory socketFactory = new SSLSocketFactory(truststore);
Scheme sch = new Scheme("https", 18081, socketFactory);
client.getConnectionManager().getSchemeRegistry().register(sch);

El código resultante sería algo así:

public class Client {

	private final static String URL = "https://localhost:18081/appSSL";
	private final static String TRUESTORE_PATH = "client.truststore";
	private static final String KEY_STORE_PASS = "cambialaTrust";

	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {
		DefaultHttpClient client = new DefaultHttpClient();

		try (FileInputStream instream = new FileInputStream(new File(
                            TRUESTORE_PATH));){
			KeyStore truststore  = KeyStore.getInstance(
                            KeyStore.getDefaultType());

		        truststore.load(instream, KEY_STORE_PASS.toCharArray());

	        	SSLSocketFactory socketFactory = 
                            new SSLSocketFactory(truststore);
	        	Scheme sch = new Scheme("https", 18081, socketFactory);
		        client.getConnectionManager().getSchemeRegistry()
                            .register(sch);

			HttpGet httpget = new HttpGet(URL);
			HttpResponse response;

			response = client.execute(httpget);
			HttpEntity entity = response.getEntity();
			if (entity != null) {
			    BufferedReader reader = new BufferedReader(
                                new InputStreamReader(entity.getContent()));

			    String text;
			    while ((text = reader.readLine()) != null)
			    	System.out.println(text);
			}
		} catch (IOException | CertificateException | KeyStoreException 
                             | NoSuchAlgorithmException | KeyManagementException 
                             | UnrecoverableKeyException e) {
			e.printStackTrace();
		}

	}

}

Certificado cliente

Una de las formas que tenemos de identificar al cliente que está haciendo la petición es mediante un certificado de cliente. El cliente utiliza el par certificado-clave privada para identificarse contra el servidor.

Generar par certificado-clave privada

La entrada se genera igual que para el caso de la conexión SSL, pero en este caso el valor que pongamos en el parámetro -dname va a ser lo que luego nos identificará en el servidor.

keytool -genkeypair -keystore client.keystore -alias clientCert -dname CN=Nikola
  • -keystore: Es la ruta al archivo keystore que va contener el par certificado-clave que se va a generar.
  • -alias: Es el alias con el que vamos a identificar a está entrada dentro del keystore.
  • -dname: Es el nombre que luego nos identificará en el servidor.

Primero nos pedirá una contraseña para el keystore si el keystore no existe y luego nos pedirá confirmarla. Luego nos pedirá una contraseña para la entrada que va a generar y que la volvamos a escribir, si no ponemos ninguna utilizará la del keystore.

Configuración servidor

Esto se puede hacer de dos formas según quieras que sea el servidor o la aplicación quien autentique al cliente.

Autenticación por aplicación

En el server.xml tenemos que modificar nuestro conector SSL añadiéndole los siguientes atributos:

  • truststoreFile=“client.keystore”
  • truststorePass=“cambiala”
  • clientAuth=“false”

quedaría así:

<Connector protocol="org.apache.coyote.http11.Http11Protocol" port="18081" 
minSpareThreads="5" enableLookups="true" disableUploadTimeout="true" 
acceptCount="100" maxThreads="200" scheme="https" secure="true" 
SSLEnabled="true" keystoreFile="/var/lib/tomcat7/conf/pruebando" 
keystorePass="asdasd" keyAlias="ssl" keyPass="asdasd" 
truststoreFile="client.keystore" truststorePass="cambiala" clientAuth="false" 
sslProtocol="TLS" />
  • truststoreFile: Ruta al archivo keystore con los certificados de los clientes que vamos a autenticar.
  • truststorePass: Contraseña del keystore.

En el web.xml de la aplicación tendríamos que añadir las restricciones de seguridad a los recursos de la aplicación e indicar el tipo de autenticación que queremos realizar. Podría ser algo así:

<login-config>
    <auth-method>CLIENT-CERT</auth-method>
    <realm-name>Mi realm</realm-name>
</login-config>

<security-role>
    <description>Cliente con certificado</description>
    <role-name>pruebaClientCert</role-name>
</security-role>

<security-constraint>
    <display-name>Toda la aplicacion</display-name>
    <web-resource-collection>
        <web-resource-name>Todo</web-resource-name>
        <url-pattern>/*</url-pattern>
    </web-resource-collection>
    <auth-constraint>
        <role-name>pruebaClientCert</role-name>
    </auth-constraint>
</security-constraint>

Estás líneas en el web.xml indican que el método de autenticación va a ser por certificado de cliente (<auth-method>CLIENT-CERT</auth-method>) que el rol necesario para poder acceder a cualquier recurso de la aplicación es “pruebaClientCert”.

Y luego en donde estén definidos los usuarios las contraseñas y los roles tenemos que meter la siguiente entrada:

  • Nombre de usuario: Es el nombre que definimos el crear la clave del cliente en el parámetro -dname. (En nuestro ejemplo “CN=Nikola”).
  • Contraseña: null
  • Roles: Los roles a los que van a pertenecer a este cliente. (En nuestro caso, como mínimo, pruebaClientCert).

Para el caso del realm UserDatabaseRealm habría que añadir algo así:

<role rolename="pruebaClientCert"/>
...
<user username="CN=Nikola" password="null" roles="pruebaClientCert" />

Autenticación por servidor

Configuración cliente

Vamos a utilizar la entrada que hemos generado antes para identificar al cliente que hace la petición, para esto vamos a tener que decir a nuestro código que utilice este keystore. Primero obtenemos el keystore

FileInputStream instreamKey = new FileInputStream(new File(KEYSTORE_PATH)
KeyStore keystore  = KeyStore.getInstance(KeyStore.getDefaultType());
keyStore.load(instreamKey, KEYSTORE_PASS.toCharArray());

Luego modificamos la factoría de sockets que hemos creado antes para que utilice nuestro keystore.

SSLSocketFactory socketFactory = new SSLSocketFactory(keyStore, KEYSTORE_PASS, 
trustStore);

El código resultante sería algo así:

public class Atacando {

	private final static String URL = "https://localhost:18081/appSSL";
	private final static String TRUSTSTORE_PATH = "client.truststore";
	private static final String TRUSTSTORE_PASS = "cambialaTrust";

	private final static String KEYSTORE_PATH = "client.keystore";
	private static String KEYSTORE_PASS = "cambiala";

	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {
		DefaultHttpClient client = new DefaultHttpClient();

		try (FileInputStream instream = new FileInputStream(new File(
                              TRUSTSTORE_PATH));
			   FileInputStream instreamKey = 
                              new FileInputStream(new File(KEYSTORE_PATH));){
			KeyStore trustStore  = KeyStore.getInstance(
                              KeyStore.getDefaultType());
			KeyStore keyStore  = KeyStore.getInstance(
                              KeyStore.getDefaultType());

	                trustStore.load(instream, TRUSTSTORE_PASS.toCharArray());
	                keyStore.load(instreamKey, KEY_STORE_PASS.toCharArray());

	                SSLSocketFactory socketFactory = new SSLSocketFactory(
                               keyStore, KEYSTORE_PASS, trustStore);
         	        Scheme sch = new Scheme("https", 18081, socketFactory);
        	        client.getConnectionManager().getSchemeRegistry()
                               .register(sch);

			HttpGet httpget = new HttpGet(URL);
			HttpResponse response;

			response = client.execute(httpget);
			HttpEntity entity = response.getEntity();
			if (entity != null) {
			    BufferedReader reader = new BufferedReader(
                                 new InputStreamReader(entity.getContent()));

			    String text;
			    while ((text = reader.readLine()) != null)
			    	System.out.println(text);
			}
		} catch (IOException | CertificateException | KeyStoreException 
                          | NoSuchAlgorithmException | KeyManagementException 
                          | UnrecoverableKeyException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}
Advertisements
  1. No comments yet.
  1. No trackbacks yet.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: