一、为什么

　　为什么写这篇文章？ca是什么？数字证书是什么？ejbca又是什么？

　　让我们从http与https说起。http是超文本传输协议（HyperText Transfer Protocol）的缩写，也是互联网的基石，互联网绝大部分数据传输都是基于http协议，但是，http本身有个致命的缺点，一个早期并不引人注目，如今不得不重视的缺点，就是明文传输。

　　当你访问一个http站点，例如http://www.login.com/

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　　输入用户名与密码，例如admin/123456，点击“Sign in”按钮登录，数据将被发往服务器，期间登录的个人数据“admin/123456”仍以明文形式在网络上传输，如果有人抓到这个数据包，你的账号密码就有泄漏的风险。今天看到一则新闻，google chrome 56将把http站点要求输入账户密码的情况标记为不安全，相信未来http将成为历史。

　　https很好的解决了这个问题，以www.baidu.com为例，早期使用http://www.biadu.com，如今已更换为https://www.baidu.com，访问https://www.baidu.com可以一把绿色的锁，点击就出现了如下信息，此时，与服务器之间的通信连接是加密的，即使被他人截获数据包，也很难知道传输的内容

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　　https与http有啥区别？除了多一个“s”其实没啥区别（开玩笑），这个“s”至关重要，使用https必须在服务器上安装数字证书，上图中点击“查看证书”就可以看到服务器证书信息

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　　有了数字证书，https还能实现另一个非常重要的功能：身份验证。还是以www.baidu.com为例，早期的http://www.biadu.com没有数字证书，所以可能会出现这样的情况，你的网关被人劫持，所有你发往www.baidu.com的信息都被人截获，同时，他对你的请求作出响应，以此冒充真正的www.baidu.com，也就是说，你访问的www.baidu.com并不是真正的www.baidu.com，而是一个代理网站，它的行为表现与www.baidu.com很像。

　　https://www.baidu.com就不会出现这种情况了，因为它需要数字证书，而数字证书在全球范围内都是唯一并不可伪造的

二、密码学基础

　　理解数字证书需要先了解对称加密与非对称加密，我们从普通加密通信模型开始

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　　我向朋友发送一条消息“有时间一起吃饭吗”，实际在网络中传输的是加密后的数据，不是原文，只是加密和解密过程对我和朋友是透明的

对称加密

非对称加密

　　上述通信过程中，如果加密与解密使用相同的密钥，称为对称加密，如果使用不同的密钥，称为非对称加密

　　对称加密的特点是速度快，可加密的数据量大；非对称加密的特点是速度慢，因此只用来加密少量数据，但极难破解

　　非对称加密过程中使用的两个不同的密钥，一个称为“私钥”，一个称为“公钥”，它们一一对应，称为“密钥对”，“公钥”可以给任何人使用，但“私钥”必须自己保持，一旦“私钥”泄露，这个密钥对就应该被抛弃

　　密钥对有两个非常重要的特点：1、“私钥”可以导出“公钥”，但“公钥”无法导出“私钥”；2、经“私钥”加密的内容只能由“公钥”解密，经“公钥”加密的内容也只能由“私钥”解密。

　　这两个特点有两个重要用途：1、“私钥”持有者用“私钥”加密内容，发送给“公钥”持有者解密，验证“私钥”持有者的身份。因为“公钥”能解密的内容，只能是由“私钥”加密的；2、“公钥”持有者用“公钥”加密内容，发送给“私钥”持有者解密，保证内容安全。因为只有“私钥”能解密，即使内容被截获，截获者也无法知道内容是什么

摘要与签名算法

　　数字证书是一个文件，包含了使用者的身份信息、以及权威机构（CA）的数字签名，就向我们的居民身份证一样，数字证书是“网络身份证”，用于验证互联网上证书持有者的身份

　　颁发数字证书的机构叫CA，全世界只有少数权威的CA，因为颁发出去的证书它们是要负法律责任的，所以向它们申请证书也要缴费，我们自己搭建的ejbca颁发的证书只适合在企业内部使用，这个CA是没有权利向互联网上其他商业公司颁发证书的

　　有了数字证书，只要配置服务开启https就可以使用数字证书了

　　https对于数字证书的认证包括“单向认证”与“双向认证”，“单向认证”只由客户端验证服务器，“双向认证”则两者相互验证，只要验证不通过，通信就自动中断，下面介绍通信的流程以及如何在tomcat中配置

 

三、数字证书

 

　　那么，数字证书从何而来？数字证书由专门的机构颁发，这种机构称为CA（Certificate Authority），ejbca则是CA的一种java实现

 

四、https原理

https单向认证

　　“单向认证”的两个实体

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　　“单向认证”的流程如下图

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　　简要说明如下

  1. 客户端访问服务器

  2. 服务器响应客户端，发送服务器证书给客户端

  3. 客户端查询“受信任根证书颁发机构”，验证服务器证书

  4. 客户端验证完服务器证书，生成“密钥对”及会话密钥，与服务器协商会话密钥

  5. 会话密钥协商完成，开始安全加密通信

　　tomcat配置https单向认证

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<Connector port="8443" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11Protocol"
    maxThreads="150" SSLEnabled="true" scheme="https" secure="true"
    clientAuth="false" sslProtocol="TLS"
    keystoreFile="D:\tomcat.jks" keystorePass="123456" />

　　nginx配置https单向认证

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server {
    listen       443 ssl;
    server_name  localhost;
  
    ssl_certificate      cert.pem;    #服务器证书公钥部分
    ssl_certificate_key  cert.key;    #服务器证书私钥
    ssl_session_cache    shared:SSL:1m;
    ssl_session_timeout  5m;
  
    ssl_ciphers  HIGH:!aNULL:!MD5;
    ssl_prefer_server_ciphers  on;
  
    location / {
        proxy_pass http://127.0.0.1:4000;    #代理tomcat的http服务
    }
}

https双向认证

　　“双向认证”的两个实体

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　　“双向认证”的流程如下图

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　　简要说明如下

  1. 客户端访问服务器

  2. 服务器响应客户端，发送服务器证书给客户端

  3. 客户端查询“受信任根证书颁发机构”，验证服务器证书

  4. 验证完服务器证书，客户端发送客户端证书给服务器

  5. 服务器查询“信任库”或通过证书链，验证客户端证书

  6. 客户端与服务器协商会话密钥加密方案

  7. 客户端与服务器协商会话密钥

  8. 会话密钥协商完成，开始安全加密通信

　　tomcat配置https双向认证

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<Connector port="8443" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11Protocol"
    maxThreads="150" SSLEnabled="true" scheme="https" secure="true"
    clientAuth="true" sslProtocol="TLS"
    keystoreFile="D:\tomcat.jks" keystorePass="123456"
    truststoreFile="D:\tomcat.jks" truststorePass="123456"/>

　　nginx配置https双向认证

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server {
    listen       443 ssl;
    server_name  localhost;
  
    ssl_certificate      cert.pem;    #服务器证书公钥部分
    ssl_certificate_key  cert.key;    #服务器证书私钥
    ssl_verify_client on;             #开启浏览器认证
    ssl_client_certificate ca.pem;    #CA根证书
  
    ssl_session_cache    shared:SSL:1m;
    ssl_session_timeout  5m;
  
    ssl_ciphers  HIGH:!aNULL:!MD5;
    ssl_prefer_server_ciphers  on;
  
    location / {
        proxy_pass http://127.0.0.1:4000;    #代理tomcat的http服务
        proxy_set_header client-cert $ssl_client_cert;    #将浏览器证书传递给tomcat，tomcat通过header拿到证书
    }
}

五、linux环境下安装ejbca

 1、安装jdk

　　检查已安装jdk，如果有，先删除

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rpm -qa|grep java
rpm -e --nodeps filename

　　从oracle官方网站下载jdk安装包：jdk-8u111-linux-x64.rpm，放在/usr/file目录

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rpm -ivh jdk-8u111-linux-x64.rpm

　　默认安装在/usr/java目录，安装完后配置环境变量

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vi /etc/profile

　　追加如下内容

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#java conf
export JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0_111
export PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin
export CLASSPATH=:$JAVA_HOME/lib

　　使配置立即生效，然后检查安装结果

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source /etc/profile
java -version

2、安装ant

　　从ant官方网站下载ant安装包：apache-ant-1.9.7-bin.tar.gz，解压

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tar xvf apache-ant-1.9.7-bin.tar.gz -C /usr/java/

　　配置环境变量

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vi /etc/profile

　　追加如下内容

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#ant conf
export ANT_HOME=/usr/java/apache-ant-1.9.7
export PATH=$PATH:$ANT_HOME/bin

　　使配置立即生效，然后检查安装结果

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source /etc/profile
ant -version

3、安装mysql

　　安装前查看已安装的mysql或mysql库，并删除它们

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rpm -qa|grep -i mysql
rpm -e --nodeps filename

　　如果重装mysql，查找安装mysql产生的文件，并删除它们

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find / -name mysql
rm -fr filename

　　安装mysql所需的perl依赖

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yum install -y perl-Module-Install.noarch

　　从mysql官方网站下载Red Hat Enterprise Linux 6 / Oracle Linux 6 (x86, 64-bit)对应5.6版本的安装包：MySQL-client-5.6.33-1.el6.x86_64.rpm、MySQL-server-5.6.33-1.el6.x86_64.rpm，依次安装

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rpm -ivh MySQL-server-5.6.33-1.el6.x86_64.rpm
rpm -ivh MySQL-client-5.6.33-1.el6.x86_64.rpm

　　安装完成，启动mysql服务，并设置为开机启动

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service mysql start
chkconfig mysql on

　　mysql安装完成后为root账户生成随机密码，位于/root目录下的.mysql_secret文件中，用这个密码登录root

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cat /root/.mysql_secret
mysql -uroot -pLTHVNyKmmg7jwiLk

　　修改root密码并配置远程访问

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set password=password('root');
grant all privileges on *.* to 'root'@'%' identified by 'root';

4、安装jboss

　　从jboss官方网站下载jboss安装包：jboss-as-7.1.1.Final.tar.gz，解压并配置环境变量

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tar xvf jboss-as-7.1.1.Final.tar.gz -C /usr/java
vi /etc/profile

　　追加内容

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#jboss conf
export JBOSS_HOME=/usr/java/jboss-as-7.1.1.Final

　　使配置立即生效

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source /etc/profile

　　启动jboss，注意最后的&符号，待启动完成再运行“exit”

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sh /usr/java/jboss-as-7.1.1.Final/bin/standalone.sh &
exit

　　这样jboss就运行在后台了，以下命令查看jboss进程并关闭

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ps -ef|grep jboss
kill -9 进程号

5、配置jboss的mysql数据源

　　创建目录，然后在该目录下创建module.xml

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mkdir -p /usr/java/jboss-as-7.1.1.Final/modules/com/mysql/main
cd /usr/java/jboss-as-7.1.1.Final/modules/com/mysql/main
vi module.xml

　　module.xml内容如下

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<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<module xmlns="urn:jboss:module:1.0" name="com.mysql">
    <resources>
        <resource-root path="mysql-connector-java-5.1.27.jar"/>
    </resources>
    <dependencies>
        <module name="javax.api"/>
        <module name="javax.transaction.api"/>
    </dependencies>
</module>

　　下载mysql的驱动包mysql-connector-java-5.1.27.jar，放在/usr/file目录，然后拷贝到当前目录

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cp /usr/file/mysql-connector-java-5.1.27.jar ./

　　打开新的shell窗口，运行

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sh /usr/java/jboss-as-7.1.1.Final/bin/jboss-cli.sh -c

　　如果是“disconnect”状态，先输入“connect”，多回车几次后，运行下面命令

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/subsystem=datasources/jdbc-driver=com.mysql.jdbc.Driver:add(driver-name=com.mysql.jdbc.Driver,driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver,driver-module-name=com.mysql,driver-xa-datasource-class-name=com.mysql.jdbc.jdbc.jdbc2.optional.MysqlXADataSource)
:reload

6、配置ejbca

　　从ejbca官方网站下载ejbca安装包：ejbca_ce_6_3_1_1.zip，放在/usr/file目录，解压，准备修改配置

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unzip /usr/file/ejbca_ce_6_3_1_1.zip -d /usr/java
cd /usr/java
mv ejbca_ce_6_3_1_1 ejbca-ce-6.3.1.1
cd /usr/java/ejbca-ce-6.3.1.1/conf/

　　1、修改ejbca.properties

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mv ejbca.properties.sample ejbca.properties
vi ejbca.properties

　　修改如下内容

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appserver.home=/usr/java/jboss-as-7.1.1.Final
appserver.type=jboss

　　2、修改database.properties

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mv database.properties.sample database.properties
vi database.properties

　　修改如下内容

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# dataSource
datasource.jndi-name=jboss/datasources/MySqlDS
# mysql info
database.name=mysql
database.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/ejbca?characterEncoding=UTF-8
database.driver=com.mysql.jdbc.Driver
database.username=root
database.password=root

　　3、修改install.properties

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mv install.properties.sample install.properties
vi install.properties

　　修改如下内容

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#设置ca名称
ca.name=test
#设置ca信息
ca.dn=CN=test,O=test,C=cn

　　4、修改cesecore.properties、jaxws.properties，不需要修改内容

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mv cesecore.properties.sample cesecore.properties
mv jaxws.properties.sample jaxws.properties

　　5、修改web.properties

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mv web.properties.sample web.properties
vi web.properties

　　修改如下内容

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superadmin.password=ejbca
superadmin.cn=superadmin
httpsserver.hostname=ca.test.com
httpsserver.dn=CN=${httpsserver.hostname},O=test,C=cn

7、部署ejbca到jboss

　　首先，在配置的mysql中创建“ejbca”数据库，编码“utf-8”，然后正式用ant构建ejbca并安装到jboss

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cd /usr/java/ejbca-ce-6.3.1.1
 
ant clean deploy
ant install
ant deploy-keystore

　　deploy用ant部署，install生成证书，deploy-keystore将证书部署到jboss，前两步所需时间较长，过程中如需输入，请直接回车

8、配置jboss的https

　　打开新的shell窗口，运行

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sh /usr/java/jboss-as-7.1.1.Final/bin/jboss-cli.sh -c

　　如果是“disconnect”状态，运行“connect”，多回车几次，准备运行下面4部分配置

　　第一部分（配置任意主机可访问）

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/interface=http:add(inet-address="0.0.0.0")
/interface=httpspub:add(inet-address="0.0.0.0")
/interface=httpspriv:add(inet-address="0.0.0.0")
/socket-binding-group=standard-sockets/socket-binding=http:add(port="8080",interface="http")
/subsystem=undertow/server=default-server/http-listener=http:add(socket-binding=http)
/subsystem=undertow/server=default-server/http-listener=http:write-attribute(name=redirect-socket, value="httpspriv")
:reload

　　第二部分（配置证书）

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/core-service=management/security-realm=SSLRealm:add()
/core-service=management/security-realm=SSLRealm/server-identity=ssl:add(keystore-path="${jboss.server.config.dir}/keystore/keystore.jks", keystore-password="serverpwd", alias="prod-ica1")
/core-service=management/security-realm=SSLRealm/authentication=truststore:add(keystore-path="${jboss.server.config.dir}/keystore/truststore.jks", keystore-password="changeit")
/socket-binding-group=standard-sockets/socket-binding=httpspriv:add(port="8443",interface="httpspriv")
/socket-binding-group=standard-sockets/socket-binding=httpspub:add(port="8442", interface="httpspub")
:reload

　　第三部分（配置ssl）

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/subsystem=undertow/server=default-server/https-listener=httpspriv:add(socket-binding=httpspriv, security-realm="SSLRealm", verify-client=REQUIRED)
/subsystem=undertow/server=default-server/https-listener=httpspub:add(socket-binding=httpspub, security-realm="SSLRealm")
:reload

　　第四部分（配置web service）

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/system-property=org.apache.tomcat.util.buf.UDecoder.ALLOW_ENCODED_SLASH:add(value=true)
/system-property=org.apache.catalina.connector.CoyoteAdapter.ALLOW_BACKSLASH:add(value=true)
/system-property=org.apache.catalina.connector.URI_ENCODING:add(value="UTF-8")
/system-property=org.apache.catalina.connector.USE_BODY_ENCODING_FOR_QUERY_STRING:add(value=true)
/subsystem=webservices:write-attribute(name=wsdl-host, value=jbossws.undefined.host)
/subsystem=webservices:write-attribute(name=modify-wsdl-address, value=true)
:reload

9、浏览器访问

　　拷贝ejbca根目录下的p12目录下的superadmin.p12文件到windows，推荐xftp工具，或者访问

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http://172.17.210.124:8080/ejbca/doc/superadmin.p12

　　下载该文件到windows，双击开始安装，密码“ejbca”，安装完，访问

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https://172.17.210.124:8443/ejbca/adminweb

　　也就是ejbca的管理后台

六、使用ejbca管理数字证书

　　假设安装ejbca系统的服务器地址为

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172.17.210.124

　　编辑windows的“C:\Windows\System32\drivers\etc”下的hosts文件，加入一行

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172.17.210.124 ca.xmyself.com

　　ejbca提供了两个操作界面

　　管理员界面（需要superadmin证书）

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https://ca.xmyself.com:8443/ejbca/adminweb/

　　用户界面（不需要证书）

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http://ca.xmyself.com:8080/ejbca/

1、注册用户

　　ejbca管理员界面，打开“RA Functions”—“Add End Entity”菜单，填写以下“Required”列打勾的项。

　　用户模板选择“EMPTY”

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　　输入用户名与密码

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　　Common name，如果是服务器用证书，这里请填写域名

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　　填写证书信息，证书模板选择“ENDUSER”，CA选择“dev”，Token选择“P12 file”

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　　点击“Add”注册

2、下载证书

　　ejbca用户界面，打开“Enroll”—“Create Browser Certificate”菜单

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　　输入用户名和密码，点击“OK”按钮

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　　“Key length”选择“2048 bits”；“Certificate profile”选择“ENDUSER”，点击“Enroll”按钮下载证书

3、吊销证书

　　ejbca管理员界面，打开“RA Functions”—“Search End Entities”菜单。“Search end entities with status”处下拉框选择“All”，点击右边的“Search”按钮查看用户信息（下图省略其他列）

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　　勾选需要吊销的用户，点击表格下方的“Revoke Selected”按钮

4、更新证书

　　ejbca管理员界面，打开“RA Functions”—“Search End Entities”菜单。“Search end entities with status”处下拉框选择“All”，点击右边的“Search”按钮查看用户信息（下图省略其他列）

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　　点击需要更新证书用户的最右边列中的“Edit End Entity”超链接，编辑用户

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　　设置“Status”为“New”，点击右边的“Save”按钮。然后输入新密码，其他项保持不变，点击页面最下方的“Save”按钮保存设置

5、根证书

　　ejbca用户界面，打开“Retrieve”—“Fetch CA Certificates”菜单，可以下载不同格式的根证书

6、tomcat服务器证书

　　用户注册时，证书模板选择“SERVER”，CA选择“dev”，Token选择“JKS file”，其他项不变

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　　下载证书时，在ejbca用户界面中，打开“Enroll”—“Create Keystore”菜单，输入用户名与密码，进入下面的页面

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　　“Key length”选择“2048 bits”；“Certificate profile”选择“SERVER”，点击“Enroll”按钮下载证书

七、调用ejbca接口实现私有CA

　　ejbca系统装好了，可以管理数字证书了，但是，所有操作都在ejbca界面中执行，先不说全是英文，单单它里面配置项就多的人眼花缭乱，很多配置项要么是固定的，要么是不需要的，因此，最合理的做法是在ejbca之上构建中间层，用户访问中间层提供的服务，中间层调用ejbca的web service interface

1、superadmin.jks证书

　　ejbca提供的web service需要证书认证，证书格式：jks。对superadmin用户执行更新操作，修改“Token”值为“JKS file”

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　　保存，然后按照下载普通用户证书的步骤下载superadmin的证书

2、初始化web service连接

　　将web service所需的jar包添加到工程中，这些jar包是下面两个目录下的所有jar

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/usr/java/ejbca-ce-6.3.1.1/dist/ejbca-ws-cli/lib
/usr/java/ejbca-ce-6.3.1.1/dist/ejbca-ws-cli

　　初始化web service

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public void init() {
    if (!new File(certPath).exists()) return;
     
    CryptoProviderTools.installBCProvider();
 
    System.setProperty("javax.net.ssl.trustStore", "d:/superadmin.jks");
    System.setProperty("javax.net.ssl.trustStorePassword", "123456");
    System.setProperty("javax.net.ssl.keyStore", "d:/superadmin.jks");
    System.setProperty("javax.net.ssl.keyStorePassword", "123456");
 
    QName qname = new QName("http://ws.protocol.core.ejbca.org/", "EjbcaWSService");
 
    try {
        EjbcaWSService service = new EjbcaWSService(new URL("https://ca.xmyself.com:8443/ejbca/ejbcaws/ejbcaws?wsdl"), qname);
        EjbcaWS ejbcaWS = service.getEjbcaWSPort();
    } catch (Exception e) {
    }
}

　　注意：连接地址只能是域名，因此，连接ejbca的web service的机器要配置hosts

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172.17.210.124 ca.xmyself.com

3、数字证书管理

　　查看用户是否已经注册

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private boolean isExist(String username) throws Exception {
    UserMatch usermatch = new UserMatch();
    usermatch.setMatchwith(UserMatch.MATCH_WITH_USERNAME);
    usermatch.setMatchtype(UserMatch.MATCH_TYPE_EQUALS);
    usermatch.setMatchvalue(username);
    try {
        List<UserDataVOWS> users = ejbcaWS.findUser(usermatch);
        if (users != null && users.size() > 0) {
            return true;
        } else {
            return false;
        }
    } catch (Exception e) {
        throw new Exception("检查用户 " + username() + " 是否存在时出错：" + e.getMessage());
    }
}

　　用户注册与更新，用的都是editUser()方法，因此要先判断是否存在


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