SpringBoot实现国密通信的流程步骤

更新时间：2024年11月04日 08:57:59 作者：techzhi

这篇文章主要介绍了SpringBoot实现国密通信的流程步骤,我们需要完成以下步骤：生成支持国密的证书,配置两个 Spring Boot 项目,使用国密证书实现 HTTPS和验证通信是否成功,通过代码示例讲解的非常详细,需要的朋友可以参考下

1. 生成支持国密的证书

为了使用国密算法，通常需要使用一些支持国密算法的工具来生成证书。可以使用 OpenSSL 结合 gmssl 工具，或直接使用专门的工具，例如一些企业提供的国密证书生成工具。这里假设我们使用 GMSSL 工具生成证书。

1.1 安装 GMSSL（如果未安装）

可以从 GMSSL 的官方 GitHub 仓库下载并编译安装。

1.2 生成 SM2 密钥对和证书

生成 CA 证书（用于签发服务器和客户端证书）：

gmssl ecparam -genkey -name sm2p256v1 -out ca-key.pem
gmssl req -new -x509 -sm3 -key ca-key.pem -out ca-cert.pem -subj "/CN=GM CA"

生成服务器证书（假设用于项目 B）：

gmssl ecparam -genkey -name sm2p256v1 -out server-key.pem
gmssl req -new -key server-key.pem -out server-req.pem -subj "/CN=localhost"
gmssl x509 -req -in server-req.pem -sm3 -CA ca-cert.pem -CAkey ca-key.pem -out server-cert.pem -days 365 -CAcreateserial

生成客户端证书（假设用于项目 A）：

gmssl ecparam -genkey -name sm2p256v1 -out client-key.pem
gmssl req -new -key client-key.pem -out client-req.pem -subj "/CN=localhost"
gmssl x509 -req -in client-req.pem -sm3 -CA ca-cert.pem -CAkey ca-key.pem -out client-cert.pem -days 365 -CAcreateserial

将证书和密钥导出为 PKCS12 格式（供 Spring Boot 项目使用）：

服务器端（项目 B）：

gmssl pkcs12 -export -in server-cert.pem -inkey server-key.pem -out server-keystore.p12 -name server -CAfile ca-cert.pem -caname root

客户端（项目 A）：

gmssl pkcs12 -export -in client-cert.pem -inkey client-key.pem -out client-keystore.p12 -name client -CAfile ca-cert.pem -caname root

2. 配置 Spring Boot 项目使用 HTTPS

2.1 项目 B：提供 HTTPS 接口

将 server-keystore.p12 放置在项目 B 的 resources 目录下。
在项目 B 的 application.yml 配置文件中，配置 HTTPS 连接：

server:
  port: 8443
  ssl:
    # server-keystore.p12文件放在工程src/main/resource目录下
    key-store: classpath:server-keystore.p12
    key-store-password: changeit # 使用导出时设置的密码
    key-store-type: PKCS12
    key-alias: server

创建一个简单的 HTTPS 端点，供项目 A 调用：

@RestController
public class HelloController {

    @GetMapping("/hello")
    public String sayHello() {
        return "Hello from Project B with GMSSL!";
    }
}

2.2 项目 A：使用 HTTPS 调用项目 B

将 client-keystore.p12 放置在项目 A 的 resources 目录下。
在项目 A 的 application.yml 中配置 SSL 证书，以便项目 A 可以信任项目 B 的服务器证书：

server:
  ssl:
   # client-keystore.p12文件放在工程src/main/resource目录下
    key-store: classpath:client-keystore.p12
    key-store-password: changeit
    key-store-type: PKCS12
    key-alias: client

配置 RestTemplate，加载客户端证书并信任项目 B 的证书：

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;
import javax.net.ssl.SSLContext;
import org.apache.http.impl.client.HttpClients;
import org.apache.http.ssl.SSLContextBuilder;
import org.apache.http.conn.ssl.TrustSelfSignedStrategy;
import org.springframework.http.client.HttpComponentsClientHttpRequestFactory;

@Configuration
public class RestTemplateConfig {

    @Bean
    public RestTemplate restTemplate() throws Exception {
        SSLContext sslContext = SSLContextBuilder
                .create()
                .loadKeyMaterial(
                        new File("src/main/resources/client-keystore.p12"), // 客户端证书路径
                        "changeit".toCharArray(), // KeyStore 密码
                        "changeit".toCharArray()) // Key 密码
                // 如果使用的是第三方权威 CA 签发的标准证书（如 DigiCert、GlobalSign、Let's Encrypt 等），通常不需要在客户端手动配置 CA 证书。因为这些权威 CA 的根证书已经被包含在大多数 JDK 的默认信任库中。省略下面一行
                .loadTrustMaterial(new File("src/main/resources/ca-cert.pem"), new TrustSelfSignedStrategy())
                .build();

        HttpComponentsClientHttpRequestFactory requestFactory = new HttpComponentsClientHttpRequestFactory(
                HttpClients.custom().setSSLContext(sslContext).build());
        return new RestTemplate(requestFactory);
    }
}

在项目 A 中调用项目 B 的 HTTPS 接口：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

@RestController
public class TestController {

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @GetMapping("/call-hello")
    public String callHello() {
        String url = "https://localhost:8443/hello"; // 项目 B 的 HTTPS 地址
        return restTemplate.getForObject(url, String.class);
    }
}

3. 启动和测试

启动项目 B，然后启动项目 A。
访问项目 A 的接口 http://localhost:8080/call-hello，它会通过 HTTPS 连接到项目 B。
如果配置正确，将看到返回消息：Hello from Project B with GMSSL!

备注

本示例使用的是自签名证书。在实际生产环境中，建议使用权威 CA 签发的国密证书。
若有客户端与服务器证书双向认证的需求，还需要在服务器端配置 client-auth=need。

如何验证国密生效

要验证 A 和 B 项目之间是否采用了国密算法通信，可以通过以下几种方法来确认：

1. 检查证书算法信息

可以查看项目 B 的服务器证书，确保它确实是基于国密算法生成的（如 SM2 算法）。在 B 项目的 keystore 中找到证书，使用以下命令查看证书的算法：

keytool -list -v -keystore server-keystore.p12 -storepass <password>

在输出中找到 Signature algorithm 字段，确保它是国密算法（例如 SM2WITHSM3）签名的。如果服务器证书使用的是 SM2，则通信时双方会使用国密的公私钥来加解密数据。

2. 使用抓包工具分析加密算法

使用 Wireshark 等抓包工具可以详细检查 A 和 B 之间的 HTTPS 流量。抓包时，注意观察 TLS 握手包中的加密算法和密钥交换算法，确认是否包含 SM2、SM3、SM4 等国密算法。

具体步骤：

打开 Wireshark 并开始抓包。
过滤流量为 HTTPS 或指定 B 项目的 IP 地址。
找到 TLS 握手包，查看加密算法的协商信息，确保包含国密协议（例如 ECDHE-SM2-WITH-SM4-SM3 或其他 SM 系列）。

3. 查看项目启动日志

有些 SSL/TLS 库会在握手时输出所使用的加密算法，检查 A 和 B 项目的启动日志或请求日志，有时可以找到所使用的具体加密算法信息。如果配置正确，日志中可能会记录握手使用的国密算法。

4. 服务器端代码调试验证

在项目 B 中可以使用调试代码来确认使用的密钥对。例如，使用 SSLContext 打印出当前会话的加密算法，确保其采用 SM 系列算法：

import javax.net.ssl.SSLSession;
import javax.net.ssl.HttpsURLConnection;
import java.net.URL;

public void checkSSLConnection() throws Exception {
    URL url = new URL("https://localhost:8443/hello");
    HttpsURLConnection connection = (HttpsURLConnection) url.openConnection();
    connection.connect();

    SSLSession session = connection.getSession();
    System.out.println("Cipher Suite: " + session.getCipherSuite()); // 确认是否为 SM 算法
}

通过这些方法，可以更好地验证 A 和 B 项目是否确实采用了国密算法进行通信。

以上就是SpringBoot实现国密通信的流程步骤的详细内容，更多关于SpringBoot国密通信的资料请关注脚本之家其它相关文章！

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