Websocket Autobahn Python客户端：如何使用服务器和客户端证书连接到服务器？

Question

websocket客户端（使用Autobahn/Python和Twisted）需要连接到websocket服务器：客户端需要向服务器提供其客户端证书，客户端需要检查服务器的证书。例如，这些证书是在Kubernetes minikube安装过程中创建的。特别地：

• 服务器证书~/。minikube/ca.crt（据我所知为X509格式）
• 客户端证书~/。minikube/客户。带按键的crt~/。minikube/客户。按键

我已经检查过，我可以成功地使用这些证书密钥使用curl发出库伯内特斯远程API调用。

从Autobahn的echo_tls/client.py示例中，我了解到我可能需要使用ssl。这里的ssl是指自动导入的pyopenssl包。

但是，我想不通如何把证书传给工厂？

• 如何告诉websocket factor向服务器提供客户端证书
• 如何让websocket检查服务器的证书以检测MITM攻击




Answer 1

匿名用户

经过反复试验，我现在得到了下面的解决方案。为了帮助其他人，我不仅要展示代码，还要展示测试驱动示例代码的参考设置。

首先安装minikube，然后启动minikube实例；我已经用Minikube1.0.0进行了测试，然后运行了Kubernetes 1.14，这在撰写本文时是最新的。然后启动一个简单的websocket服务器，它只显示发送给它的内容，并将您所做的任何输入发送回连接的websocket客户端。

minikube start
kubectl run wsserver --generator=run-pod/v1 --rm -i --tty \
  --image ubuntu:disco -- bash -c "\
    apt-get update && apt-get install -y wget && \
    wget https://github.com/vi/websocat/releases/download/v1.4.0/websocat_1.4.0_ssl1.1_amd64.deb && \
    dpkg -i webso*.deb && \
    websocat -vv -s 0.0.0.0:8000"

接下来是Python代码。它尝试从minikube通过Kubernetes的远程API连接到我们刚刚启动的wsserver，使用远程API作为其反向代理。minikube设置通常使用客户端和服务器的相互SSL/TLS身份验证，因此这是一个“硬”测试。请注意，还有其他方法，例如服务器证书和承载令牌（而不是客户端证书）。

import kubernetes.client.configuration
from urllib.parse import urlparse
from twisted.internet import reactor
from twisted.internet import ssl
from twisted.python import log
from autobahn.twisted.websocket import WebSocketClientFactory, WebSocketClientProtocol, connectWS
import sys

if __name__ == '__main__':
    log.startLogging(sys.stdout)

    class EchoClientProto(WebSocketClientProtocol):
        def onOpen(self):
            print('onOpen')
            self.sendMessage('testing...\n'.encode('utf8'))
        def onMessage(self, payload, isBinary):
            print('onMessage')
            if not isBinary:
                print('message %s' % payload.decode('utf8'))
        def onClose(self, wasClean, code, reason):
            print('onClose', wasClean, code, reason)
            print('stopping reactor...')
            reactor.stop()

    # Select the Kubernetes cluster context of the minikube instance,
    # and see what client and server certificates need to be used in
    # order to talk to the minikube's remote API instance...
    kubernetes.config.load_kube_config(context='minikube')
    ccfg = kubernetes.client.configuration.Configuration._default
    print('Kubernetes API server CA certificate at %s' % ccfg.ssl_ca_cert)
    with open(ccfg.ssl_ca_cert) as ca_cert:
        trust_root = ssl.Certificate.loadPEM(ca_cert.read())
    print('Kubernetes client key at %s' % ccfg.key_file)
    print('Kubernetes client certificate at %s' % ccfg.cert_file)
    with open(ccfg.key_file) as cl_key:
        with open(ccfg.cert_file) as cl_cert:
            client_cert = ssl.PrivateCertificate.loadPEM(cl_key.read() + cl_cert.read())

    # Now for the real meat: construct the secure websocket URL that connects
    # us with the example wsserver inside the minikube cluster, via the
    # remote API proxy verb.
    ws_url = 'wss://%s/api/v1/namespaces/default/pods/wsserver:8000/proxy/test' % urlparse(ccfg.host).netloc
    print('will contact: %s' % ws_url)
    factory = WebSocketClientFactory(ws_url)
    factory.protocol = EchoClientProto

    # We need to attach the client and server certificates to our websocket
    # factory so it can successfully connect to the remote API.
    context = ssl.optionsForClientTLS(
        trust_root.getSubject().commonName.decode('utf8'),
        trustRoot=trust_root,
        clientCertificate=client_cert
    )

    connectWS(factory, context)
    print('starting reactor...')
    reactor.run()
    print('reactor stopped.')

当使用optionsForClientTLS附加客户端和服务器证书时，这里的棘手部分是Twisted/SSL希望被告知我们将要交谈的服务器的名称。在出现任何HTTP头之前，还需要通知虚拟服务器需要提供多个服务器证书中的哪一个！

不幸的是，这是一个丑陋的领域——我很高兴在这里得到反馈！只需使用urlparse（ccfg.host）。主机名适用于某些minikube实例，但不适用于其他实例。我还没有弄明白为什么看起来相似的实例表现不同。

我目前的解决方法是简单地使用服务器证书中主题的CN（公共名称）。也许更可靠的方法可能是仅当远程API服务器的URL使用IP地址文字而不是DNS名称（或至少是标签）时才采用这种策略。

唉，运行上面的python3代码python3wssex。py。如果脚本正确连接，那么您应该会看到一条类似于2019-05-03 12:34:56 9600[-]{“对等”：“tcp4:192.168.99.100:8443”，“headers”：{“sec websocket accept”：…

此外，您以前启动过的websocket服务器应该显示日志消息，例如来自某些（V4（172.17.0.1:35222））和其他一些服务器的[INFO webostat:：net\u peer]传入TCP连接。

这证明客户端脚本已通过安全websocket成功连接到minikube的远程API，并通过身份验证和访问控制，现在已连接到minikube内部的（不安全的）websocket演示服务器。