基于gmssl的CA系统构建及应用小组报告

北京电子科技学院

《信息安全工程技术应用》课程设计报告

基于gmssl的CA系统构建及应用

小组成员姓名：

20181301 刘天宁

20181304 石昊林

20181306 宁锦鹏

指导教师：娄嘉鹏

提交时间：2020年11月8日

一、设计方案及可行性分析

1.分析选题：我们小组对于选题有以下分析：

应用gmssl（或者openssl）制作证书，然后通过自己制作的证书来实现自制网站的https的实现（加锁）。

2.本组模型：

自创网站+自制基于openssl指令的证书+tomcat端口配置=基于gmssl的CA系统构建及应用(自制网站的https的实现)

HTTPS协议=SSL/TLS+HTTP协议。

3.设计方案：

我们小组对于课设选题基于gmssl的CA系统构建及应用有以下设计方案：

1）第一步：首先研究什么是gmssl（从具体指令研究）

我们小组通过研究以下gmssl命令来学习、掌握gmssl的使用：

Standard commands(标准命令)

：dsa dsaparam ec

ecparam enc errstr

gendh gendsa genpkey

Message Digest commands (see the `dgst' command for more details)(消息摘要命令))

：md_gost94 ripemd160 sha1

Cipher commands (see the `enc' command for more details)(密码命令)

：bf-ecb bf-ofb

camellia-128-cbcd camellia-128-ecb camellia-192-cbc camellia-192-ecb camellia-256-cbc camellia-256-ecb cast

2）第二步：使用openssl命令来搭建自己的CA系统。（询问过娄老师，娄老师说openssl或者gmssl都可以）

3）第三步：使用python语言创建一个网站，并且让网站通过我们编写的证书（CA的应用）实现https从而达到安全运行的目的（加锁）。

4.可行性分析：

1）通过对openssl相应指令的学习，我们小组已经可以较为熟练的掌握openssl的使用。

2）通过学习网上和书上的相关资料我们对http、https、CA有了较为全面的理解和认识。

3）通过上学期web课程的学习，我们对搭建网站有较强的基础。

4）通过查阅网上资料，有人可以通过openssl实现自制网站的https的实现。（Linux环境下）

5）本组成员有着较高的自学习能力以及查阅资料的水平，我们相信自己能完成好本次课设。

二、详细设计思路

1.gmssl(opesnssl)指令学习的思路

我们小组通过以下方法来学习、掌握gmssl的部分指令

1）阅读书籍：《OpenSSL与网络信息安全》。

2）查阅网上各类相关资料：CSDN、博客园、Openssl官网、国密SSL实验室。

2.网站编写的思路：

网站部署：

1）Python：

安装python：

第一步：下载python以及安装python

第二步：解压：tar xvf Python-3.6.0a1.tar.xz

进入目录：cd Python-3.6.0a1
添加配置：./configure –prefix=/usr/local/python3.6

第三步：编辑安装（切换成root用户执行：sudo -s）

请依次执行以下命令：

make && make install

Python3安装完成

安装uwsgi

第一步：安装pip3 install uwsgi并且进行换源

第二步：测试uwsgi

在同项目名目录中写一个test.py

执行：vim test.py

填写如下内容：

# test.py

def application(env, start_response):

start_response('200 OK', [('Content-Type','text/html')])

return [b"Hello World"]

第三步：执行shell命令：
uwsgi –http :8001 –wsgi-file test.py

第四步：访问网页：
http://127.0.0.1:8001/
网页显示：Hello World

安装nginx

安装Django

创建diango项目

django-admin startproject myweb

Django项目位置为：/home/setup/myweb

输入，将uwsgi和diango连接：uwsgi --http :8000 --chdir /home/setup/myweb --wsgi-file myweb/wsgi.py --master --processes 4 --threads 2 --stats 127.0.0.1:8001

打开网页，发现成功。

在程序目录下创建uwsgi.ini

创建 uwsgi.ini 配置文件

打开创建好的配置文件 uwsgi.ini 添加如下配置

[uwsgi]

http = :8000

chdir = /home/setup/myweb

wsgi-file = myweb/wsgi.py

master = true

processes = 4

threads = 2

stats = 127.0.0.1:8001

运行配置文件，成功

配置ngix

进入/etc/nginx/sites-available 目录下进行配置 default 文件

配置网站部署

失败

发现django路径

重新配置

将templates文件夹移入django下的templates文件夹下，并改路径。

网站部署成功

2）java+eclipse javaee+tomcat

主要思路：

主要框架：java+tomcat+html/css/js做一个静态页面

编辑器：eclipse

思路：首先新建一个web工程，对其进行tomcat配置，确定其tomcat的运行位置。在工程下新建html文件，css文件，js文件，进行界面布局设计，用html文件设计文本布局，css文件进行样式设计，用js文件进行连接和调用，最后实现页面布局后，将其部署到tomcat下，使tomcat打开时，可以用本地局域网进入页面，因实验需要使用https协议，所以需对tomcat进行配置，进入tomcat下conf文件夹，对其server.xml进行修改，关闭其8080端口，开启8443端口，使http协议可以运行。

具体步骤：

对escplise进行tomcat部署

打开Eclipse，单击“Window”菜单，选择下方的“Preferences”，看是否存在“Server”选项

上图中，点击“add”的添加按钮，弹出如下界面：

上图中，选择对应的Tomcat版本，点击next

选择Tomcat的路径，以及JRE（使用工作平台默认的，不用做额外添加修改），点击“完成”，配置完毕。

建立一个web项目

File → New → Dynamic Web Project ，一路next，在该窗口时如图，勾选Gernerate web.xml deployment descriptor ，finish 就ok了

tomcat服务器显示在控制台上，将web应用部署到tomcat中，Window → Show View → Servers如图

点击链接No servers are available. Click ths link to create a new server. ，在弹出的对话框中选择Tomcat版本，点击“Next”，添加我们的项目如图：，点击finish

返回eclipse控制台下方的“Servers”面板，右键单击该面板中的“Tomcat v7.0 Server at localhost”节点，在弹出的快捷菜单中单击“Start”，即可启动指定的Web服务器

任务管理器—关闭tomcat进程—再次打开eclipse-tomcat-解决问题

测试下，建立一个jsp文件放在webcontent目录下

启动tomcat-登陆：http://localhost:8080/webtest/test.jsp

发现正常登陆-即可访问网站

导入写好的网页项目：

网页部署成功（http）

3.实现https的思路：

Windows环境下：

Windows环境下https实现流程图

各个关键技术的解析以及截图

1）首先在openssl的bin目录下建立2个文件夹：ca、server：

2）生成CA证书

第一步：创建私钥

代码：genrsa -out ca/ca.key 1024

第二步：创建证书请求

代码：req -new -out ca/ca-req.csr -key ca/ca.key

第三步：自签署证书

3）生成server证书：

第一步：创建私钥

代码：genrsa -out server/server.key 1024

第二步：创建证书请求：

代码：req -new -out server/server-req.csr -key server/server.key

第三步：自签署证书

代码：x509 -req -in server/server-req.csr -out server/server-cert.crt -signkey server/server.key -CA ca/ca-cert.crt -CAkey ca/ca.key -CAcreateserial -days 3650