使用TLS和Python进行身份验证

Question

我想为在Raspberry
Pi上运行并像本地服务器一样工作的软件制作一些更新脚本。该服务器应连接到Web上的主服务器，以获取软件更新并验证软件的许可证。为此，我设置了两个python脚本。我希望它们通过TLS套接字连接。然后，客户端检查服务器证书，然后服务器检查它是否是授权的客户端之一。我在此页面上找到了解决方案。

现在还有一个问题。我想知道 哪个客户端 （取决于证书）正在建立连接。有没有办法在Python 3中做到这一点？

我对每个答案都很满意。

Answer 1

一言以蔽之： 是的 ，这是完全有可能的，并且所有必要的东西都被移植到了python 3-我在Mac上的Python
3.4下测试了以下所有内容，并且看起来工作正常。

简短的答案是“使用twisted.internet.ssl.Certificate.peerFromTransport”，但是鉴于要进行尽可能多的设置需要尽可能多的设置，我构建了一个可以正常工作的示例，您应该可以尝试并继续。

为了后代，您首先需要生成一些由同一CA签名的客户端证书。您可能已经做到了，但是其他人可以理解答案并自己尝试一下（这样我就可以自己测试答案了；-)），他们需要这样的代码：

# newcert.py
from twisted.python.filepath import FilePath
from twisted.internet.ssl import PrivateCertificate, KeyPair, DN

def getCAPrivateCert():
    privatePath = FilePath(b"ca-private-cert.pem")
    if privatePath.exists():
        return PrivateCertificate.loadPEM(privatePath.getContent())
    else:
        caKey = KeyPair.generate(size=4096)
        caCert = caKey.selfSignedCert(1, CN="the-authority")
        privatePath.setContent(caCert.dumpPEM())
        return caCert

def clientCertFor(name):
    signingCert = getCAPrivateCert()
    clientKey = KeyPair.generate(size=4096)
    csr = clientKey.requestObject(DN(CN=name), "sha1")
    clientCert = signingCert.signRequestObject(
        csr, serialNumber=1, digestAlgorithm="sha1")
    return PrivateCertificate.fromCertificateAndKeyPair(clientCert, clientKey)

if __name__ == '__main__':
    import sys
    name = sys.argv[1]
    pem = clientCertFor(name.encode("utf-8")).dumpPEM()
    FilePath(name.encode("utf-8") + b".client.private.pem").setContent(pem)

使用此程序，您可以创建一些证书，如下所示：

$ python newcert.py a
$ python newcert.py b

现在您应该可以使用一些文件了：

$ ls -1 *.pem
a.client.private.pem
b.client.private.pem
ca-private-cert.pem

然后，您需要一个使用以下证书之一的客户端，并发送一些数据：

# tlsclient.py
from twisted.python.filepath import FilePath
from twisted.internet.endpoints import SSL4ClientEndpoint
from twisted.internet.ssl import (
    PrivateCertificate, Certificate, optionsForClientTLS)
from twisted.internet.defer import Deferred, inlineCallbacks
from twisted.internet.task import react
from twisted.internet.protocol import Protocol, Factory

class SendAnyData(Protocol):
    def connectionMade(self):
        self.deferred = Deferred()
        self.transport.write(b"HELLO\r\n")
    def connectionLost(self, reason):
        self.deferred.callback(None)


@inlineCallbacks
def main(reactor, name):
    pem = FilePath(name.encode("utf-8") + b".client.private.pem").getContent()
    caPem = FilePath(b"ca-private-cert.pem").getContent()
    clientEndpoint = SSL4ClientEndpoint(
        reactor, u"localhost", 4321,
        optionsForClientTLS(u"the-authority", Certificate.loadPEM(caPem),
                            PrivateCertificate.loadPEM(pem)),
    )
    proto = yield clientEndpoint.connect(Factory.forProtocol(SendAnyData))
    yield proto.deferred

import sys
react(main, sys.argv[1:])

最后，一个可以区分它们的服务器：

# whichclient.py
from twisted.python.filepath import FilePath
from twisted.internet.endpoints import SSL4ServerEndpoint
from twisted.internet.ssl import PrivateCertificate, Certificate
from twisted.internet.defer import Deferred
from twisted.internet.task import react
from twisted.internet.protocol import Protocol, Factory

class ReportWhichClient(Protocol):
    def dataReceived(self, data):
        peerCertificate = Certificate.peerFromTransport(self.transport)
        print(peerCertificate.getSubject().commonName.decode('utf-8'))
        self.transport.loseConnection()

def main(reactor):
    pemBytes = FilePath(b"ca-private-cert.pem").getContent()
    certificateAuthority = Certificate.loadPEM(pemBytes)
    myCertificate = PrivateCertificate.loadPEM(pemBytes)
    serverEndpoint = SSL4ServerEndpoint(
        reactor, 4321, myCertificate.options(certificateAuthority)
    )
    serverEndpoint.listen(Factory.forProtocol(ReportWhichClient))
    return Deferred()

react(main, [])

为了简单起见，我们将仅对服务器重用CA自己的证书，但是在更现实的情况下，您显然希望使用更合适的证书。

现在whichclient.py，您可以在一个窗口中运行，然后python tlsclient.py a; python tlsclient.py b在另一个窗口中运行，然后查看whichclient.py打印输出 a，然后b分别通过commonName
其证书主题中的字段来识别客户端。

需要注意的是，您最初可能希望将该调用 Certificate.peerFromTransport放入connectionMade方法中。那行不通。
Twisted目前没有“
TLS握手完成”的回调；希望最终会成功，但是直到这样做之前，您必须等到从对等方收到一些经过身份验证的数据后，才能确保握手已完成。对于几乎所有应用程序来说，这都是很好的，因为到您收到执行任何操作的说明时（对于您而言，是下载更新），对等方必须已经发送了证书。